WO2008152150A1 - Herstellung von justagestrukturen fuer eine strukturierte schichtabscheidung auf einem wafer der mikrosystemtechnik - Google Patents

Herstellung von justagestrukturen fuer eine strukturierte schichtabscheidung auf einem wafer der mikrosystemtechnik Download PDF

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WO2008152150A1
WO2008152150A1 PCT/EP2008/057578 EP2008057578W WO2008152150A1 WO 2008152150 A1 WO2008152150 A1 WO 2008152150A1 EP 2008057578 W EP2008057578 W EP 2008057578W WO 2008152150 A1 WO2008152150 A1 WO 2008152150A1
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mask
structures
wafer
microsystem technology
vapor
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PCT/EP2008/057578
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Roy Knechtel
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X-Fab Semiconductor Foundries Ag
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the invention relates to methods for producing alignment structures for a structured layer deposition on a wafer of microsystem technology.
  • a through-vapor mask is used, through which layers or layer sections can be applied raised.
  • Other manufacturing methods are also covered, as well as a set of components (kit of parts) adapted for collaboration.
  • the semiconductor wafers (wafer) or chip structures are partially (structured or selectively) provided with layers.
  • the classical multi-layer technology which is based on the full-surface deposition of the layer and its subsequent photochemical structuring, not applicable because either certain portions of the wafer / chips may not be coated (eg, these layers make micromechanical structures unusable) and / or a photochemical structuring is not possible (surface profile, non-etchable layers) or the effort becomes too large.
  • the object of the invention is to improve the accuracy of the deposition of structured layers on processed microsystem technology wafers.
  • the object is achieved by a method for producing adjustment structures for a selective material deposition on a wafer of the microsystem technology using a vapor deposition mask.
  • two or more raised or sunken wafer alignment structures are created on the microsystem technology wafer using a particular patterning technique (claim 1).
  • Two or more buried or raised mask alignment structures are also produced on a mask disk having the same diameter as the microsystem technology wafer.
  • the particular structuring technique is used.
  • Vapor openings are formed in the mask disk to create the vapor mask.
  • the through-flow openings are suitable for leaving defined areas on the microsystem technology wafer free (or accessible) for selective material deposition when the mask is placed on the wafer, for example by self-adjusting. The adjustment is made by the - complementary - adjustment elements on / on the wafer or mask.
  • the method according to the invention can thus produce a suitable vapor-permeable mask which enables a structured layer deposition on the component wafer ("wafer" for short) with self-aligning property in the mechanical coupling of the adjustment structures and the mask adjustment structures, so that the coating can take place through the through-vapor openings which the exposing coating areas of the component disk and covering the areas not to be coated, wherein the exact positional adjustment of the through-flow openings is determined by the adjustment structures of the wafer and mask adjustment structures.
  • the accuracy of the positional adjustment is achieved by making the fabrication of the alignment structures on the component wafer and the mask alignment structures on the vapor deposition mask by a similar patterning process, so that due to the same diameter of both substrates relatively uniform process conditions prevail, thus leading to a precise shaping and positioning of the respective adjustment structures.
  • a method for selective material deposition (claim 21) is also proposed.
  • the through-flow openings allow areas defined on this wafer to be defined on a self-aligning application of the vapor deposition mask on the wafer of the microsystem technology, for selective material deposition on the microsystem technology wafer through the through-flow openings of the mask. This is done then.
  • kit of parts (kit of components, claim 24) consists of a microsystem technology wafer and a vapor deposition mask adapted together and provided for (high) accurate selective material deposition by means of adjustment structures on the vapor deposition mask and the microsystem technology wafer.
  • At least two raised or lowered adjustment structures are provided on the microsystem technology wafer, created using a predetermined structuring technique.
  • At least two substantially complementarily recessed or raised mask alignment structures are disposed on a mask disk having the same diameter as the microsystem technology wafer. The formation takes place using the predetermined patterning technique.
  • Vapor openings are provided in the mask disk to produce the vapor mask. The through-flow openings make it possible to expose defined areas on the microsystem technology wafer for selective material deposition.
  • the predetermined patterning technique may include a timed potassium hydroxide etch of silicon used as the raw material for the component wafer and the through-flow opening. Due to a special crystal orientation, for example a [100] orientation, an anisotropic etching behavior is known to result, so that for elevations and depressions flank angles of exactly determined size can be achieved, so that a precise successive sliding the respective inclined surfaces is achieved in the mechanical adjustment of the component disk and the vapor mask
  • silicon material is again selected as the base material for the component wafer and also the vapor deposition mask, wherein the corresponding alignment structures are generated using a plasma chemical etching process, so that also due to the almost identical process conditions very similar dimensions for the complementary structures on the component disc and yield the vapor mask. This also ensures a very accurate adjustment of the vapor deposition mask relative to the component disc.
  • a glass sheet is selected as the starting material for the vapor deposition mask, which can then be patterned on the basis of the similar properties with regard to the surface roughness, the flatness, and the like, using a plasma-chemical etching, which is used in the same way for the component disc is, so that in this embodiment, a high degree of accuracy in the production of the complementary adjustment structures results.
  • a composite wafer of silicon and glass serves as the starting material for the vapor deposition mask.
  • the production according to the invention of the first adjustment structures and of the second mask adjustment structures makes it possible to create special structures for the vapor deposition mask and the microsystem technology disks, so that an exact and stable position of the vapor deposition mask during the process of the coating is achieved in cooperation ,
  • a method for self-adjusting adjustment structures for a structured layer deposition on a wafer of the microsystem technology using a coating mask or vapor deposition mask wherein the coating takes place through openings in a patch on the wafer reusable vapor mask, which is not to be coated areas covering the wafer and the exact location adjustment is done via the adjustment structures.
  • the method is characterized in that the alignment structures on the coating mask are produced as structures protruding from the surface and sunk on the microsystem technology wafer as compared to the surface, so that the structures interlock during the coating and after the coating to be separated again.
  • a method for self-adjusting adjustment structures for a structured layer deposition on a microsystem technology wafer using a coating mask or vapor deposition mask, the coating being carried out through openings in a reusable vapor deposition mask which is placed on the wafer and which does not have to be coated Covering areas of the wafer and the exact location adjustment is done via the adjustment structures.
  • the method is characterized in that the adjustment structures are produced on the coating mask as structures sunk into the surface and protruding on the wafer of the microsystem technology as being opposite to the surface, so that the structures interlock and re-engage during the coating process the coating are to be separated again.
  • the height of the structures is designed so that no load or obstruction arises during adjustment.
  • the kit of parts (claim 28) preferably has flank angles, which have between 50 ° and 70 ° slope. Opposite flanks of mask and wafer in the adjustment elements are matched to each other in the slope. A KOH etch of the flanks results in a slope of 54.74 °.
  • FIG. 1a schematically shows a vertical sectional view of a
  • 1 b, 1 c is a plan view and a cross-sectional view of an adjustment structure according to the invention, which is produced by a KOH etching of a (100) silicon wafer, wherein the adjustment structure is provided on the microsystem technology disc in the form of a pyramidal (pyramidal) depression, without apex,
  • Figure 1d, 1 e is a plan view and a cross-sectional view of a
  • Mask alignment structure according to an example of the invention, wherein as the base material for the through-flow opening also serves a (100) silicon wafer,
  • FIG. 2 schematically shows a cross-sectional view of a section of the assembled adjustment components according to FIG. 1 b to 1 e,
  • FIG. 3a
  • FIG. 3b and 3c are cross-sectional views of another example of FIG.
  • FIG. 3a shows a sectional view of an adjustment structure form of a depression
  • FIG. 3b shows a sectional view of the mask alignment structure in the form of a protrusion
  • FIG. 3c shows the adjustment components in the assembled arrangement (position).
  • FIG. 1a shows a cross-sectional view of a microsystem technology wafer 7 comprising components 10a, 10b, 10c, for example in the form of sensitive structures 10a, 10b, 10c, such as MEMS or the like.
  • two or more adjustment structures 5, 5 ' for example in the form of depressions, are provided in a substrate disk 7a.
  • a vapor deposition mask 8 provided with through-flow openings 9, 9 'exposes certain areas of the wafer 7 on which a material is to be selectively applied, without exposing one or more sensitive areas 10, for example the element 10a, to the deposition atmosphere.
  • the vapor-permeable mask 8 is likewise produced from a silicon wafer which, corresponding to the adjustment structures 5, has complementary mask adjustment structures 6, which are thus formed as elevations.
  • the adjustment structures 5 ', 6' are thus formed as elevations.
  • the adjustment structures 5 on the wafer 7 can also be provided as elevations and the mask adjustment structures 6 in the vapor-permeable mask as depressions.
  • the disks 8a and 7a are constructed of silicon having a (100) surface orientation.
  • Both the microsystem technology wafer 7 and the vapor deposition mask 8 are manufactured on the basis of a (100) Si wafer, whereby a high accuracy in the production of the alignment structures is achieved by etching, the etch rate of which depends on the crystal orientation.
  • unstructured silicon or glass wafers are used as the starting blank since these can be processed with the mentioned methods and offer the best prerequisites in terms of thickness, thickness tolerance, flatness and surface quality. In addition, they can be adapted in size to the process application.
  • the openings 9, 9 ' are in one embodiment individually, not connected, or seen in another embodiment throughout as a contiguous opening, for example. As a circular ring or square. In a mask 8 are usually several openings O
  • Substantially the same diameter as the system wafer 7 to be coated is used.
  • all methods are suitable with which the through-flow openings 9 and the mechanical adjustment structures 5 and mask adjustment structures 6 can be produced very accurately.
  • the corresponding mechanical adjustment structures 5, 6 or 5 ', 6' of the system and the coating mask wafer 7a, 8a are manufactured with the same technology in order to achieve a precise alignment.
  • the through-holes 9 may possibly also be produced in another technology.
  • Figures 1b and 1c show a plan view and a cross-sectional view, respectively, of a portion of the wafer 7.
  • the adjustment structure 5 is in the form of a pyramidal depression in a surface 1 of the disc 7a, with etched flanks 2 representing crystallographic surfaces tapering and open in a deeply etched area 3, which is flat.
  • the pyramid has no point here, but is such a stump.
  • Figures 1d and 1e show a plan view and a cross-sectional view of a part of the vapor deposition mask 8.
  • the alignment structure 6 is provided in the form of a pyramidal projection on a surface 1a of the disc 8a, wherein etched flanks 2a representing crystallographic surfaces are located taper and open in a higher lying flat end 3a.
  • the pyramid has no point here, but is such a stump.
  • the same exact orientation of the azimuthal crystal orientation of the crystal wafers 7a, 8a is used, which is characterized in each case by a crystallographically oriented contact edge attached to each wafer.
  • the identical horizontal orientation of the disks 7a, 8a is used in the production of the adjustment structures 5, 5 'and 6', 6, so that the flanks 2, 2a are produced as identical crystal surfaces.
  • etching masks which are exactly matched to each other in geometry and position are used in the production of the adjustment structures.
  • etching hard masks of an oxide-nitride bilayer are used, wherein the oxide is deposited on the silicon and the nitride is provided as the uppermost layer, after which this mask is photochemically patterned.
  • the etching is time-controlled, thus hole depth (the reduction of the area 3) and stamp height (the height of the area 3a) can be exactly matched.
  • etch rate for many process recipes is known or can be efficiently determined by experiment. Multiple etches are possible, resulting in the possibility of improved control of the process result.
  • crystallographically caused surfaces for example the flanks 2, 2a, are formed by a KOH etching (potassium hydroxide) of monocrystalline silicon.
  • KOH etching potassium hydroxide
  • the inclined surfaces 2 of the holes or depressions 3 of the adjustment structures 5 and the inclined surfaces 2a of the protruding parts 3a of the mask adjustment structures 6 thus have the same flank angles of preferably 54.74 °.
  • flank angles of the outer corners 4 are protected during etching with compensation structures. Since there are faster etching etched crystal planes at the corners 4, 4 * or 4 ', 4 ", it is preferable to apply angular or feather-like structures to them in the etching mask which are undercut during the etching but nevertheless slow down the etching of the corner so much in that at the end there are rectangular or only slightly rounded corners.
  • stamps or elevations 3a fit with accurate design of the etching masks for the production of the adjustment structures 6 with high precision exactly into each other, since hole 3 and punch 3a are tapered can fit so well.
  • a control of the etching processes for the adjustment structures 5, 6 can suitably be carried out by computer-aided methods for determining the mask size and etching simulation.
  • FIG. 2 shows the vapor-permeable mask 8 and the wafer 7 in the joined state.
  • the conical structures with high precision created by the precisely controlled etching process thus have a good self-alignment effect, since the flanks 2, 2a center themselves even with a lateral offset during the joining.
  • the raised mask adjustment structure 6 is designed so that it Reason 3 of the depression 5 not touched. This means that the masks can be reused very often due to the low mechanical stress.
  • the structures shown in FIG. 3 also relate to silicon wafers.
  • FIG. 3 a shows the adjustment structure 5 * in the form of a depression, wherein the flanks 2 * can be adjusted in accordance with the etching conditions.
  • FIG. 3b shows the through-vapor mask 8 with the complementary mask adjustment structure ⁇ .
  • FIG. 3 c shows the vapor-permeable mask 8 and the wafer 7 in the joined state, wherein here too, in the embodiment shown, the elevation of the adjustment structure 6 does not reach the bottom of the depression 5 in order to improve the joining process, as also described above.
  • Round or polygonal structures are possible.
  • a resist mask is sufficient for etching.
  • the alignment structures can also be produced by sand blasting on glass, silicon or composite wafers of both materials.
  • a hard mask is used for this a hard mask.
  • the positioning accuracy is not as high as in the etching variants.
  • micro-drilling and micro-milling are also used.
  • a hard mask is not needed for this.
  • the achievable accuracy is high when using a CNC process.
  • the four processes described above can be used, again the KOH etching is a very advantageous variant, since it is very economical and the conical holes 9, z. B. for the Steaming are very low, since the steam is passed into the hole 9 into it. But even with the other technologies, suitable through-holes 9 can be realized.
  • the technologies for the hole structures 9, 9 'and adjustment structures 5, 6, 5', 6 ' can be combined as desired. In terms of process efficiency, it is advantageous to use the same processes. If mask processes are used for the structuring of adjustment structures 6 and through-flow openings 9, it is advantageous if the masks are applied to the two sides of the mask wafer 8a before the first etching. However, it is also conceivable to carry out the etchings sequentially from one side.
  • the adjustment structures 5 on the wafer 7 can also be provided as elevations and the mask adjustment structures 6 in the vapor-permeable mask as depressions.
  • Variants provide methods for self-aligning alignment structures for patterned layer deposition on a microsystem technology wafer using a deposition mask, wherein the coating is through openings in a reusable vapor deposition mask placed over the wafer which covers the areas of the wafer that are not to be coated and accurate location adjustment via the adjustment structures done.
  • the method is characterized in that the alignment structures on the coating mask are produced as structures protruding from the surface and sunk on the microsystem technology wafer as compared to the surface or vice versa, exactly matching one another, so that the structures interlock during the coating and after the coating to be separated again.
  • base plate e.g., silicon
  • base disk e.g., silicon

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Abstract

Für die selektive Materialabscheidung bei sensiblen Strukturen in der Mikrosystemtechnologie wird ein Verfahren zur Herstellung von mechanischen Justagestrukturen (6, 5) für eine Durchdampfmaske (8) angegeben, in welchem die Justagestrukturen auf der Bauteilscheibe (7) und der Maske mit dem gleichen Strukturierungsverfahren erzeugt werden. Auf diese lassen sich die komplementären Justagestrukturen mit sehr hoher Präzision herstellen. Eine KOH-Ätzung in Silizium kann angewendet werden, um gleich geneigte Flanken (2, 2a) in einer Einsenkung und einer komplementären Erhebung zu erzeugen.

Description

Herstellung von Justagestrukturen fuer eine strukturierte Schichtabscheidung auf einem Wafer der Mikrosystemtechnik.
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Justagestrukturen für eine strukturierte Schichtabscheidung auf einem Wafer der Mikrosystemtechnik. Verwendet wird dafür eine Durchdampfmaske, durch welche Schichten oder Schichtabschnitte erhaben aufgetragen werden können. Andere Herstellverfahren sind auch erfasst, ebenso ein Set von Komponenten (kit of parts), welche zur Zusammenarbeit angepasst sind.
In Waferprozessen der Mikrosystemtechnik ist es sehr häufig notwendig, dass im Verlauf oder am Ende der Fertigung komplexer mikroelektromechanischer Strukturen die Halbleiterscheiben (Wafer) bzw. Chipstrukturen teilweise (strukturiert oder selektiv) mit Schichten versehen werden. Dabei ist die klassische Mehrschichttechnologie, die auf dem ganzflächigen Abscheiden der Schicht und ihrer anschließenden fotochemischen Strukturierung beruht, nicht einsetzbar, da entweder bestimmte Teilbereiche der Wafer/Chips gar nicht erst beschichtet werden dürfen (z.B. können diese Schichten mikromechanische Strukturen unbrauchbar machen) und/oder eine fotochemische Strukturierung nicht möglich ist (Oberflächenprofil, nicht ätzbare Schichten) oder der Aufwand zu groß wird.
Lange bekannt sind Durchdampfmasken, welche Öffnungen für das abzuscheidende Material besitzen. Solche Masken, z.B. aus Metall, sind problematisch, als es bei sehr profilierten Oberflächen zu Fehllagen kommt und die abzuscheidenden (selektiven) Strukturen dadurch nicht scharf begrenzt sind. Nachteile bezüglich der Qualität, der Ausbeute und der Packungsdichte entstehen auf diese Weise. In gleicher Weise nachteilig wirkt sich die schlechte Justierbarkeit solcher Hartmasken bei Mikrostrukturen aus.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Genauigkeit der Abscheidung strukturierter Schichten auf prozessierten Mikrosystemtechnikwafern zu verbessern. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Justagestrukturen für eine selektive Materialabscheidung auf einem Wafer der Mikrosystemtechnik unter Verwendung einer Durchdampfmaske.
In dem Verfahren werden zwei oder mehr erhabene oder eingesenkte Wafer- Justagestrukturen auf dem Mikrosystemtechnik-Wafer unter Anwendung einer bestimmten Strukturierungstechnik erzeugt (Anspruch 1 ). Zwei oder mehr eingesenkte oder erhabene Masken-Justagestrukturen werden auch auf einer Maskenscheibe erzeugt, die den gleichen Durchmesser wie der Mikrosystemtechnik-Wafer aufweist. Die bestimmte Strukturierungstechnik kommt zur Anwendung. Durchdampföffnungen werden in der Maskenscheibe gebildet, um die Durchdampfmaske zu erzeugen. Die Durchdampföffnungen eignen sich dazu, definierte Bereiche auf dem Mikrosystemtechnik-Wafer für die selektive Materialabscheidung frei (oder zugänglich) zu lassen, wenn die Maske - bspw. selbst justierend - auf den Wafer aufgelegt wird. Die Justierung erfolgt durch die - komplementären - Justageelemente an/am Wafer bzw. Maske.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit eine geeignete Durchdampfmaske herstellen, die eine strukturierte Schichtabscheidung auf der Bauteilscheibe (kurz "Wafer") mit selbstjustierender Eigenschaft bei der mechanischen Kopplung der Justagestrukturen und der Maskenjustagestrukturen ermöglicht, so dass die Beschichtung durch die Durchdampföffnungen erfolgen kann, die die zu beschichtenden Bereiche der Bauteilscheibe freilegt und die nicht zu beschichtenden Bereiche abdeckt, wobei die genaue Lagejustierung der Durchdampföffnungen durch die Justagestrukturen des Wafers und Masken-Justagestrukturen festgelegt ist.
Die Genauigkeit der Lagejustierung wird erreicht, indem die Herstellung der Justagestrukturen auf der Bauteilscheibe und der Maskenjustagestrukturen auf der Durchdampfmaske von einem gleichen Strukturierungsverfahren hergestellt werden, so dass aufgrund der gleichen Durchmesser beider Substrate relativ gleichmäßige Prozessbedingungen herrschen, die somit zu einer präzisen Formgebung und Positionierung der jeweiligen Justagestrukturen beitragen.
Aufgrund der gleichen Durchmesser kann eine geeignete Handhabung des Systems aus Wafer und Durchdampfmaske während der Prozessführung erreicht werden. Auch ein Verfahren zur selektiven Materialabscheidung (Anspruch 21 ) wird vorgeschlagen. Auf einem Mikrosystemtechnikwafer unter Verwendung einer Durchdampfmaske und mit Justagestrukturen zwischen dem Wafer der Mikrosystemtechnik und der Maske. Es beinhaltet das Bilden von zumindest zwei Justagestrukturen am Mikrosystemtechnikwafer unter Anwendung einer bestimmten Strukturierungstechnik. Auch Ausgebildet werde zumindest zwei im Wesentlichen komplementären Masken-Justagestrukturen auf einer Maskenscheibe, die den gleichen Durchmesser aufweist wie der Wafer der Mikrosystemtechnik, wobei die Ausbildung der Justagestrukturen unter Anwendung derselben Strukturierungstechnik erfolgt. Es werden Durchdampföffnungen in die Maskenscheibe zur Bildung der Durchdampfmaske eingebracht. Die Durchdampföffnungen lassen bei selbstjustierendem Auflegen der Durchdampfmaske auf den Wafer der Mikrosystemtechnik definierte Bereiche auf diesem Wafer bei frei, zur selektiven Materialabscheidung auf dem Mikrosystemtechnikwafer durch die Durchdampföffnungen der Maske. Diese erfolgt dann auch.
Der auch vorgeschlagene kit of parts (Bausatz aus Komponenten, Anspruch 24) besteht aus einem Mikrosystemtechnikwafer und einer Durchdampfmaske gemeinsam angepasst und vorgesehen zur (hoch)genauen selektiven Materialabscheidung mittels Justagestrukturen an der Durchdampfmaske und dem Mikrosystemtechnikwafer. Zumindest zwei erhabene oder eingesenkte Justagestrukturen sind am Mikrosystemtechnikwafer vorgesehen, entstanden unter Anwendung einer vorbestimmten Strukturierungstechnik. Zumindest zwei im Wesentlichen komplementär eingesenkte oder erhabene Maskenjustagestrukturen sind auf einer Maskenscheibe angeordnet, die den gleichen Durchmesser wie der Mikrosystemtechnikwafer aufweist. Die Entstehung erfolgt unter Anwendung der vorbestimmten Strukturierungstechnik. Durchdampföffnungen sind in der Maskenscheibe vorgesehen, um die Durchdampfmaske zu erzeugen. Die Durchdampföffnungen erlauben es, definierte Bereiche auf dem Mikrosystemtechnikwafer für die selektive Materialabscheidung freizulegen.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen kann die vorbestimmte Strukturierungstechnik eine zeitgesteuerte Kaliumhydroxidätzung von Silizium beinhalten, das als Ausgangsmaterial für die Bauteilscheibe und die Durchdampföffnung verwendet wird. Aufgrund einer speziellen Kristallorientierung, beispielsweise einer [100] Orientierung, ergibt sich bekanntermaßen ein anisotropes Ätzverhalten, so dass für Erhebungen und Einsenkungen Flankenwinkel von genau estimmter Größe erreicht werden können, so dass ein präzises aufeinander Abgleiten der jeweiligen geneigten Flächen bei der mechanischen Justierung der Bauteilscheibe und der Durchdampfmaske erreicht wird
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen wird wiederum Siliziummaterial als Basismaterial für die Bauteilscheibe und auch die Durchdampfmaske ausgewählt, wobei die entsprechenden Justagestrukturen unter Anwendung eines plasmachemischen Ätzverfahrens erzeugt werden, so dass sich ebenso aufgrund der nahezu identischen Prozessbedingungen sehr ähnliche Abmessungen für die komplementären Strukturen auf der Bauteilscheibe und der Durchdampfmaske ergeben. Auch dadurch wird eine sehr genaue Justierung der Durchdampfmaske relativ zur Bauteilscheibe gewährleistet.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen wird als Ausgangsmaterial für die Durchdampfmaske eine Glasscheibe gewählt, die dann aufgrund der ähnlichen Eigenschaften im Hinblick auf die Oberflächenrauhigkeit, die Ebenheit, und dergleichen, unter Anwendung einer plasmachemischen Ätzung strukturiert werden kann, die in gleicher Weise auch für die Bauteilscheibe eingesetzt wird, so dass sich auch in dieser Ausführungsform ein hohes Maß an Genauigkeit bei der Erzeugung der komplementären Justagestrukturen ergibt.
In weiteren Ausführungsformen dient eine Verbundscheibe aus Silizium und Glas als Ausgangsmaterial für die Durchdampfmaske.
Durch die erfindungsgemäße Herstellung der ersten Justagestrukturen und der zweiten Masken-Justagestrukturen (an Wafer bzw. Maske) gelingt die Schaffung spezieller Strukturen für die Durchdampfmaske und die Mikrosystemtechnikscheiben, so dass im Zusammenwirken eine genaue und stabile Lage der Durchdampfmaske während des Prozesses der Beschichtung erreicht wird.
Aufgrund der hohen Genauigkeit bei der Erzeugung der komplementären Justagestrukturen ergibt sich nicht nur ein sehr präzises Justieren der nicht zu beschichtenden Bereiche und der zu beschichtenden Bereiche auf den Bauteilscheiben (Wafern), sondern diese können nach dem Abscheidprozess auch zuverlässig voneinander getrennt werden, ohne dass unerwünschte mechanische Einwirkungen auf die Bauteilscheiben und die Durchdampfmaske erfolgen. Die Durchdampfmaske kann so für viele Bauteilscheiben verwendet werden. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den weiteren abhängigen Patentansprüchen aufgezeigt und gehen auch deutlich aus der folgenden Beschreibung hervor.
In einer Variante wird ein Verfahren zur selbst justierender Justagestrukturen für eine strukturierte Schichtabscheidung auf einem Wafer der Mikrosystemtechnik unter Verwendung einer Beschichtungsmaske bzw. Durchdampfmaske bereitgestellt, wobei die Beschichtung durch Öffnungen in einer auf den Wafer aufgesetzten mehrfach verwendbaren Durchdampfmaske erfolgt, welche die nicht zu beschichtenden Bereiche des Wafers abdeckt und die genaue Lagejustierung über die Justagestrukturen erfolgt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Justagestrukturen auf der Beschichtungsmaske als aus der Oberfläche herausragende und auf dem Mikrosystemtechnikwafer als gegenüber der Oberfläche eingesenkte Strukturen, (exakt) passend zueinander erzeugt werden, so dass die Strukturen während der Beschichtung ineinander greifen und nach der Beschichtung wieder zu trennen sind.
In einer weiteren Variante wird ein Verfahren zur selbst justierender Justagestrukturen für eine strukturierte Schichtabscheidung auf einem Mikrosystemtechnik-Wafer unter Verwendung einer Beschichtungsmaske bzw. Durchdampfmaske bereitgestellt, wobei die Beschichtung durch Öffnungen in einer auf den Wafer aufgesetzten mehrfach verwendbaren Durchdampfmaske erfolgt, welche die nicht zu beschichtenden Bereiche des Wafers abdeckt und die genaue Lagejustierung über die Justagestrukturen erfolgt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Justagestrukturen auf der Beschichtungsmaske als in die Oberfläche eingesenkte und auf dem Wafer der Mikrosystemtechnik als gegenüber der Oberfläche herausragende Strukturen, (exakt) passend zueinander erzeugt werden, so dass die Strukturen während der Beschichtung ineinander greifen und nach der Beschichtung wieder zu trennen sind.
Die Höhe der Strukturen ist so vorgesehen, dass keine Belastung oder Behinderung beim Justieren entsteht. Der Kit of parts (Anspruch 28) hat bevorzugt Flankenwinkel, welche zwischen 50° und 70° Steigung aufweisen. Gegenüberliegende Flanken von Maske und Wafer bei den Justageelementen sind aufeinander in der Steigung abgestimmt. Bei einer KOH-Ätzung der Flanken ergibt sich eine Steigung von 54,74°. Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Zeichnungen weiter erläutert und ergänzt.
In den Figuren zeigen:
Figur 1a schematisch eine vertikale Schnittsansicht einer
Durchdampfmaske 8 und einer Bauteilscheibe als Wafer 7 mit entsprechenden Justagestrukturen 5, 6 oder 5', 6', bevor diese verwendet werden, um die relative Position der Durchdampfmaske und der Bauteilscheibe durch Kontakt der Justagestrukturen festzulegen,
Figur 1 b, 1 c eine Aufsicht bzw. eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Justagestruktur, die durch eine KOH-Ätzung einer (100) Siliziumscheibe erzeugt wird, wobei die Justagestruktur auf der Mikrosystemtechnikscheibe in Form einer pyramidalen (pyramidenförmigen) Einsenkung vorgesehen ist, ohne Spitze,
Figur 1d, 1 e eine Aufsicht bzw. eine Querschnittsansicht einer
Maskenjustagestruktur gemäß einem Beispiel der Erfindung, wobei als Basismaterial für die Durchdampföffnung ebenfalls eine (100) Siliziumscheibe dient,
Figur 2 schematisch eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts der zusammengefügten Justagekomponenten gem. Figur 1 b bis 1 e,
Figur 3a,
3b und 3c entsprechend Querschnittsansichten eines weiteren Beispiels von
Wafer-Justagestrukturen und Masken-Justagestrukturen, die durch plasmachemisches Ätzen hergestellt sind, wobei Figur 3a eine Schnittdarstellung einer Justagestrukturform einer Einsenkung, Figur 3b eine Schnittdarstellung der Maskenjustagestruktur in Form einer Erhebung und Figur 3c die Justagekomponenten in der zusammengefügten Anordnung (Position) zeigt. Figur 1a zeigt eine Querschnittsansicht eines Mikrosystemtechnikwafers 7, der Bauelemente 10a, 10b, 10c aufweist, bspw. in Form sensibler Strukturen 10a, 10b, 10c, wie MEMS oder dergleichen. Ferner sind zwei oder mehr Justagestrukturen 5,5', bspw. in Form von Einsenkungen in einer Substratscheibe 7a vorgesehen. Eine Durchdampfmaske 8, die mit Durchdampföffnungen 9, 9' versehen ist, legt gewisse Bereiche des Wafers 7 frei, auf denen ein Material selektiv aufzubringen ist, ohne einen oder mehrere sensible Bereiche 10, bspw. das Element 10a, der Abscheideatmosphäre auszusetzen.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Durchdampfmaske 8 ebenfalls aus einer Siliziumscheibe hergestellt, die korrespondierend zu den Justagestrukturen 5 dazu komplementäre Maskenjustagestrukturen 6 aufweist, die somit als Erhebungen ausgebildet sind. Entsprechend an anderer Stelle, neben dem empfindlichen Bereich 10 die Justagestrukturen 5', 6'.
Es ist zu beachten, dass in den beschriebenen Ausführungsformen auch die Justagestrukturen 5 auf dem Wafer 7 als Erhebungen und die Maskenjustagestrukturen 6 in der Durchdampfmaske als Einsenkungen vorgesehen werden können.
In einer Ausführungsform sind die Scheiben 8a und 7a aus Silizium mit einer (100) Oberflächenorientierung aufgebaut. Sowohl der Wafer 7 der Mikrosystemtechnik als auch die Durchdampfmaske 8 sind auf der Grundlage einer (100) Si-Scheibe hergestellt, wodurch eine hohe Genauigkeit bei der Erzeugung der Justagestrukturen durch Ätzungen erreicht werden, deren Ätzrate von der Kristallorientierung abhängt.
Generell werden zur Erreichung einer hohen Genauigkeit der Lage der Durchdampfmaske und der Strukturabbildung (der Anordnung oder Platzierung der Durchdampföffnungen 9, 9' bzw. Durchdampflöcher im Mikrometerbereich) Verfahren der Mikrosystemtechnik verwendet. Es kommen für die Durchdampfmaske unstrukturierte Wafer aus Silizium oder Glas als Ausgangsrohling zum Einsatz, da diese mit den erwähnten Verfahren bearbeitbar sind und hinsichtlich Dicke, Dickentoleranz, Ebenheit und Oberflächengüte beste Voraussetzungen mitbringen. Zudem lassen sie sich in Ihrer Größe an die Prozessanwendung anpassen.
Die Öffnungen 9, 9' sind in einer Ausführung individuell, nicht verbunden, oder in einer anderen Ausbildung durchgehend als eine zusammenhängende Öffnung zu sehen, bspw. als Kreisring oder Quadrat. In einer Maske 8 sind zumeist mehrere Öffnungen o
und mehrere empfindliche Bereiche 10 auf dem Wafer, so dass der Plural der "Öffnungen" auch für weitere, nicht gesondert dargestellte Öffnungen gilt.
Es wird im Wesentlichen derselbe Durchmesser wie beim Systemwafer 7, der beschichtet werden soll, verwendet. Prinzipiell sind alle Verfahren geeignet, mit denen sich sehr genau die durchgehenden Durchdampföffnungen 9 und die mechanischen Justagestrukturen 5 und Maskenjustagestrukturen 6 erzeugen lassen. Dabei wird in vorteilhaften Ausführungsformen dafür gesorgt, dass die korrespondierenden mechanischen Justagestrukturen 5, 6 oder 5', 6' des System- und des Beschichtungsmaskenwafers 7a, 8a mit der gleichen Technologie hergestellt werden, um eine genaue Ausrichtung zu erreichen. Die Durchdampflöcher 9 hingegen können ggf. auch in mit einer anderen Technologie erzeugt werden. Von den Justagestrukturen 5, 6 werden mindestens zwei auf jeder der Waferoberflächen 7a, 8a vorgesehen, um eine genaue Justierung zu ermöglichen in der X- und Y-Richtung sowie für die Winkelrichtung. Mehr als zwei Strukturen erhöhen die Aushchtbarkeit und Genauigkeit und verhindern ein mögliches Verrutschen nach dem Ausrichten.
Figur 1b und 1c zeigen eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des Wafers 7. Wie gezeigt, ist die Justagestruktur 5 in Form einer pyramidenförmigen Einsenkung in einer Oberfläche 1 der Scheibe 7a vorgesehen, wobei geätzte Flanken 2, die kristallographische Flächen repräsentieren, sich verjüngen und in einem tief geätzten Bereich 3 münden, der flach ist. Die Pyramide hat hier keine Spitze, sondern ist ein solcher Stumpf.
Figur 1d und 1e zeigen eine Aufsicht bzw. eine Querschnittsansicht eines Teils der Durchdampfmaske 8. Wie gezeigt, ist die Justagestruktur 6 in Form einer pyramidenförmigen Erhebung auf einer Oberfläche 1 a der Scheibe 8a vorgesehen, wobei geätzte Flanken 2a, die kristallographische Flächen repräsentieren, sich verjüngen und in einem höher liegenden flachen Endbereich 3a münden. Die Pyramide hat hier keine Spitze, sondern ist ein solcher Stumpf.
In dieser Ausführungsform wird die gleiche exakte Ausrichtung der azimutalen Kristallorientierung der Kristallwafer 7a, 8a verwendet, die jeweils durch eine an jedem Wafer angebrachte kristallographisch orientierte Anlegekante gekennzeichnet ist. Bei der Bearbeitung der Scheiben 7a, 8a wird bei der Herstellung der Justagestrukturen 5, 5' und 6', 6 die identische horizontale Orientierung der Scheiben 7a, 8a angewendet, so dass die Flanken 2, 2a als identische Kristallflächen erzeugt werden. Es versteht sich, dass aufeinander in Geometrie und Lage exakt angepasste Ätzmasken bei der Herstellung der Justagestrukturen angewendet werden. Zum Ätzen werden Hartmasken aus einer Oxid-Nitrid-Doppelschicht verwendet, wobei das Oxid auf dem Silizium aufgebracht ist und das Nitrid als oberste Schicht vorgesehen wird, woraufhin diese Maske fotochemisch strukturiert wird. Das Ätzen erfolgt zeitkontrolliert, somit lassen sich Lochtiefe (die Absenkung des Bereichs 3) und Stempelhöhe (die Höhe des Bereichs 3a) genau aufeinander anpassen.
Die Ätzrate für viele Prozessrezepte ist bekannt oder kann effizient durch Experiment bestimmt werden. Mehrfach-Ätzungen sind möglich, wodurch sich die Möglichkeit einer verbesserten Steuerung des Prozessresultats ergibt.
In einer Ausführungsform bilden sich durch eine KOH-Ätzung (Kaliumhydroxid) von einkristallinem Silizium kristallographisch bedingte Flächen, bspw. die Flanken 2, 2a, aus. Die schrägen Flächen 2 der Löcher bzw. Einsenkungen 3 der Justagestrukturen 5 und die schrägen Flächen 2a der hervorstehenden Teile 3a der Masken- Justagestrukturen 6 haben so die gleichen Flankenwinkel von bevorzugt 54,74°.
Die Flankenwinkel der äußere Ecken 4 werden beim Ätzen mit Kompensationsstrukturen geschützt. Da sich an den Ecken 4, 4* oder 4', 4" schneller ätzende Kristallebenen befinden, werden vorzugsweise an diese in der Ätzmaske winkel- oder federartige Strukturen angebracht werden, die beim Ätzen unterätzt werden, aber dennoch die Ätzung der Ecke so stark verlangsamen, dass sich am Ende rechtwinklige oder nur leicht abgerundete Ecken ergeben.
Die Stempel bzw. Erhebungen 3a passen bei genauer Auslegung der Ätzmasken für die Erzeugung der Justagestrukturen 6 mit hoher Präzision exakt ineinander, da Loch 3 und Stempel 3a konisch sind sich so gut fügen lassen. Eine Steuerung der Ätzprozesse für die Justagestrukturen 5, 6 kann geeignet durch rechnergestützte Verfahren zur Bestimmung der Maskengröße und Ätzsimulation erfolgen.
Figur 2 zeigt die Durchdampfmaske 8 und den Wafer 7 im gefügten Zustand. Die durch den genau gesteuerten Ätzprozess geschaffenen konischen Strukturen mit der hohen Präzision haben somit eine gute Wirkung der Selbstjustage, da die Flanken 2, 2a auch bei einem lateralen Versatz bei der Fügung sich selbst zentrieren. Um Zwang bzw. einen Anschlag beim Fügen zu vermeiden, wird in einer anschaulichen Ausführungsform die erhabene Maskenjustagestruktur 6 so gestaltet, dass diese den Grund 3 der Einsenkung 5 nicht berührt. Dies führt dazu, dass die Masken aufgrund der geringen mechanischen Belastung sehr oft wieder verwendet werden können.
Die in den Figuren 3 gezeigten Strukturen beziehen sich auch auf Siliziumwafer.
In Figur 3a ist die Justagestruktur 5* in Form einer Einsenkung gezeigt, wobei die Flanken 2* entsprechend den Ätzbedingungen eingestellt werden können.
Figur 3b zeigt die Durchdampfmaske 8 mit der komplementären Masken- Justagestruktur θ.
Figur 3c zeigt die Durchdampfmaske 8 und den Wafer 7 im gefügten Zustand, wobei auch hier in der gezeigten Ausführungsform die Erhebung der Justagestruktur 6 nicht den Grund der Einsenkung 5 erreicht, um den Fügevorgang zu verbessern, wie dies auch zuvor beschrieben ist.
Bei der Herstellung der in Figur 3 gezeigten Justagestrukturen kommt plasmachemisches Siliziumätzen, so Advanced Silicon Etching, BOSCH-Prozess, zur Anwendung. Mit diesem Ätzprozess lassen sich senkrechte und auch leicht konische Strukturen im Silizium erzeugen, die als Justagestrukturen 5 und 6 dienen können. Letzteres erreicht man durch Prozessvariation. Die konischen Strukturen 5, 6 lassen sich besser fügen. Die kristallographische Orientierung spielt hier keine Rolle. Es werden keine Eckkompensationsstrukturen verwendet. Es handelt sich um ein einfacheres Ätzmasken-Design.
Runde oder vieleckige Strukturen sind möglich. Zum Ätzen ist eine Lackmaske ausreichend.
Die Justagestrukturen können auch mittels Sandstrahlen auf Glas-, Silizium- oder Verbundwafern aus beiden Materialien erzeugt werden. Dazu wird eine Hartmaske verwendet. Die Positioniergenauigkeit ist jedoch nicht so hoch wie bei den Ätzvarianten. In anderen Ausführungsformen wird auch ein Mikrobohren und ein Mikrofräsen angewendet. Eine Hartmaske wird hierfür nicht benötigt. Die erzielbare Genauigkeit ist bei Anwendung eines CNC-Prozesses hoch.
Auch zur Realisierung der Durchdampflöcher 9, 9' lassen sich die vier oben beschriebenen Prozesse einsetzen, wobei wieder das KOH-Ätzen eine sehr vorteilhafte Variante ist, da es sehr ökonomisch ist und die konischen Löcher 9, z. B. für das Bedampfen sehr günstig sind, da der Dampf in das Loch 9 hinein geleitet wird. Doch auch mit den anderen Technologien lassen sich geeignete Durchdampflöcher 9 realisieren. Prinzipiell lassen sich die Technologien für die Lochstrukturen 9, 9' und Justagestrukturen 5, 6, 5', 6' beliebig kombinieren. Im Hinblick auf Prozesseffizienz es vorteilhaft, die gleichen Prozesse zu verwenden. Werden Maskenprozesse für die Strukturierung von Justagestrukturen 6 und Durchdampföffnungen 9 eingesetzt, ist es vorteilhaft, wenn die Masken vor dem ersten Ätzen auf die beiden Seiten des Maskenwafer 8a aufgebracht werden. Es ist aber auch denkbar, die Ätzungen sequentiell von einer Seite aus durchzuführen.
Es ist zu beachten, dass in den beschriebenen Ausführungsformen auch die Justagestrukturen 5 auf dem Wafer 7 als Erhebungen und die Masken- Justagestrukturen 6 in der Durchdampfmaske als Einsenkungen vorgesehen werden können.
In Varianten werden Verfahren zur selbstjustierender Justagestrukturen für eine strukturierte Schichtabscheidung auf einem Mikrosystemtechnikwafer unter Verwendung einer Beschichtungsmaske bzw. Durchdampfmaske bereitgestellt, wobei die Beschichtung durch Öffnungen in einer auf den Wafer aufgesetzten mehrfach verwendbaren Durchdampfmaske erfolgt, welche die nicht zu beschichtenden Bereiche des Wafers abdeckt und die genaue Lagejustierung über die Justagestrukturen erfolgt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Justagestrukturen auf der Beschichtungsmaske als aus der Oberfläche herausragende und auf dem Mikrosystemtechnikwafer als gegenüber der Oberfläche eingesenkte Strukturen oder umgekehrt, exakt passend zueinander erzeugt werden, so dass die Strukturen während der Beschichtung ineinander greifen und nach der Beschichtung wieder zu trennen sind.
Bezugszeichen (Auszug)
(gleiche Bezeichnungen für gleiche Elemente in unterschiedlichen Figuren)
1 Oberfläche bzw. Boden der Einsenkung 1 a Oberfläche der Erhebung
2 geätzte Flanke (kristallographische Fläche) der Justagestruktur des Wafers
2a geätzte Flanke (kristallographische
Fläche) der Durchdampfmaske
3 tief geätzter Bereich
3a Oberfläche des erhabenen Bereichs
4 Ort der Kompensationsstrukturen
5, 5' Justagestruktur, bspw. in Form einer
Justageeinsenkung
6, 6' Maskenjustagestruktur, bspw. in Form einer Erhebung
7 Mikrosystemtechnikwafer
7a Basisscheibe (z.B. Silizium)
8 Durchdampfmaske
8a Basisscheibe (z.B. Silizium)
9, 9' Durchdampföffnungen
10 Bauelementstrukturbereich
10a, 10b, 10c Bauelemente (MEMS)

Claims

Ansprüche.
1. Verfahren zur Herstellung von Justagestrukturen (5,6) für eine selektive Materialabscheidung auf einem Mikrosystemtechnikwafer (7) unter Verwendung einer Durchdampfmaske (8), mit den Schritten
Erzeugen von zwei oder mehr erhabenen oder eingesenkten Justagestrukturen (5) auf dem Mikrosystemtechnikwafer (7) unter Anwendung einer vorbestimmten Strukturierungstechnik; Erzeugen von zwei oder mehr eingesenkten oder erhabenen Maskenjustagestrukturen (6) auf einer Maskenscheibe (8a), die den gleichen Durchmesser wie der Mikrosystemtechnikwafer (7) aufweist, unter Anwendung der vorbestimmten Strukturierungstechnik; Bilden von Durchdampföffnungen (9) in der Maskenscheibe (8a), welche definierte Bereiche auf dem Mikrosystemtechnikwafer (7) für die selektive Materialabscheidung frei zugänglich lassen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Durchdampfmaske (8) und der Mikrosystemtechnikwafer (7) aus (I OO)-ohentierten Siliziumscheiben bestehen und die Justagestrukturen (5) und die Maskenjustagestrukturen (6) durch eine KOH-Ätzung erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Durchdampfmaske (8) und der Mikrosystemtechnikwafer (7) aus Siliziumscheiben bestehen und die Justagestrukturen (5) und die Maskenjustagestrukturen (6) durch plasmachemisches Siliziumätzen erzeugt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Durchdampfmaske (8) aus Glas besteht und die Justagestrukturen (5) und die Maskenjustagestrukturen (6) durch plasmachemisches Ätzen erzeugt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Durchdampfmaske (8) aus Glas besteht und die Justagestrukturen (5) und die Maskenjustagestrukturen (6) durch Mikrofräsen erzeugt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Durchdampfmaske (8) aus Glas besteht und die Justagestrukturen (5) und die Maskenjustagestrukturen (6) durch Mikrobohren erzeugt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Durchdampfmaske (8) aus Glas besteht und die Justagestrukturen (5) und die Maskenjustagestrukturen (6) durch Sandstrahlen und Anwendung von Hartmasken erzeugt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Durchdampfmaske aus einer Verbundscheibe zusammengesetzt aus Glas und Silizium besteht und die Justagestrukturen (5) und die Maskenjustagestrukturen (6) durch eines der in den Ansprüchen 4 bis 7 genannten Verfahren erzeugt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Durchdampfmaske aus einer Verbundscheibe zusammengesetzt aus Glas und Silizium besteht und die Justagestrukturen (5) und die Maskenjustagestrukturen (6) durch Kombination eines der in den Ansprüchen 2 bis 7 genannten Verfahren erzeugt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die zwei oder mehr Maskenjustagestrukturen (6) als erhabene Strukturen in einer Oberfläche (3) der dem Mikrosystemtechnikwafer (7) zugewandten Seite einer die Durchdampfmaske (8) bildenden Siliziumscheibe mittels eines Maskenprozesses unter Verwendung einer Hartmaske auf der Vorderseite und einer Hartmaske auf der Rückseite hergestellt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die Hartmaske aus einer Oxid-Nitrid- Doppelschicht besteht und wobei die Maskenjustagestrukturen und in einer KOH- Ätzung, hergestellt werden, wobei die Siliziumscheibe (I OO)-Orientierung aufweist, und die Maskenjustagestrukturen in ihren geraden Kanten so azimutal kristallorientiert aufgebracht werden, dass sich bei der zeitkontrollierten KOH- Ätzung auf der dem Mikrosystemtechnikwafer (7) zugewandten Seite pyramidengleiche Erhebungen mit Flankenwinkeln (2) von 54,74° und von der dem Mikrosystemtechnikwafer abgewandten Seite ausgehend die Durchdampföffnungen (9) ausbilden.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei Flankenwinkel der äußere Ecken (4) der pyramidengleichen Erhebungen (6) beim Ätzen mit Kompensationsstrukturen geschützt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei Erzeugen von den zu den Maskenjustagestrukturen (6) der Durchdampfmaske (8) in Lage und Größe korrespondierenden Justagestrukturen (5) in dem Mikrosystemtechnikwafer (7) durch KOH-Ätzen von Einsenkungen (5) von der zu beschichtenden Oberfläche aus mit einem entsprechenden Maskenschritt und der gleichen kristallographischen Orientierung und dem gleichen Ätzverfahren wie bei der Durchdampfmaske erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Herstellung der Maskenjustagestrukturen auf einer zugewandten Seite einer Siliziumscheibe als herausragende Strukturen mittels eines Maskenprozesses unter Verwendung einer Ätzmaske auf der Vorder- und einer Ätzmaske auf der Rückseite und einer nachfolgenden plasmachemischen Ätzung erfolgt, wobei durch die zeitkontrollierte Ätzung auf der dem Mikrosystemtechnikwafer (7) zugewandten Seite sich kegelförmige Erhebungen und von der dem Mikrosystemtechnikwafer abgewandten Seite ausgehend die Durchdampföffnungen (9) ausbilden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei Erzeugen der zu den Maskenjustagestrukturen (6) der Durchdampfmaske (8) in Lage und Größe korrespondierenden Justagestrukturen (5) in dem Mikrosystemtechnikwafer (7) durch Ätzen von Einsenkungen (5), die von der zu beschichtenden Oberfläche aus mit einem entsprechenden Maskenschritt und dem gleichen plasmachemischen Ätzverfahren wie bei der Durchdampfmaske (8) ausgebildet werden.
16. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Erzeugung der mindestens zwei aus der Oberfläche (3) der dem Mikrosystemtechnikwafer (7) zugewandten Seite der die Durchdampfmaske (8) in einer Glasscheibe als herausragende Strukturen (6) mittels eines Maskenprozesses unter Verwendung einer Ätzmaske auf der Vorder- und einer Ätzmaske auf der Rückseite und einer nachfolgenden plasmachemischen Ätzung erfolgt, wobei durch die zeitkontrollierte Ätzung auf der dem Mikrosystemtechnikwafer zugewandten Seite sich kegelförmige Erhebungen und von der dem Systemtechnikwafer abgewandten Seite ausgehend die Durchdampföffnungen ausbilden, und wobei Erzeugen der den Maskenjustagestrukturen (6) der Durchdampfmaske in Lage und Größe korrespondierenden Justagestrukturen (5) in dem Mikrosystemtechnikwafer durch Ätzen von Einsenkungen erfolgt, die von der zu beschichtenden Oberfläche aus mit einem entsprechenden Maskenschritt und dem gleichen plasmachemischen Ätzverfahren wie bei der Durchdampfmaske ausgebildet werden.
17. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Erzeugung der mindestens zwei aus der Oberfläche (3) der dem Mikrosystemtechnikwafer (7) zugewandten Seite der Durchdampfmaske (8) in einer Verbundscheibe aus Silizium und Glas als herausragende Maskenjustagestrukturen (6) mittels eines Maskenprozesses unter Verwendung einer Schutzmaske auf der Vorder- und einer Schutzmaske auf der Rückseite und folgendem Materialabtrag erfolgt, wobei durch einen zeitkontrollierten Abtrag auf der dem Mikrosystemtechnikwafer zugewandten Seite sich kegelförmige Erhebungen und von der dem Mikrosystemtechnikwafer abgewandten Seite ausgehend die Durchdampföffnungen (9) ausbilden, wobei Erzeugen der zu den Maskenjustagestrukturen (6) der Durchdampfmaske (8) in Lage und Größe korrespondierenden Justagestrukturen (5) in dem Mikrosystemtechnikwafer (7) durch Materialabtrag in Form von Einsenkungen erfolgt, die von der zu beschichtenden Oberfläche aus mit einem entsprechenden Maskenprozess und dem gleichen Abtragsverfahren wie bei der Durchdampfmaske (8) ausgebildet werden.
18. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Erzeugung der mindestens zwei aus der Oberfläche (3) der dem Mikrosystemtechnikwafer (7) zugewandten Seite der Durchdampfmaske (8) in einer Verbundscheibe aus Glas und Silizium oder Glas als herausragende Maskenjustagestrukturen (6) mittels eines Maskenprozesses unter Verwendung einer Schutzmaske auf der Vorder- und einer Schutzmaske auf der Rückseite und folgendem Materialabtrag erfolgt, wobei durch einen zeitkontrollierten Abtrag durch ein Abtragverfahren auf der dem Mikrosystemtechnikwafer zugewandten Seite sich kegelförmige Erhebungen und durch ein Abtragsverfahren ausgehend von der dem Mikrosystemtechnikwafer abgewandten Seite die Durchdampföffnungen ausbilden, wobei die Erzeugung der zu den Maskenjustagestrukturen (6) der Durchdampfmaske (8) in Lage und Größe korrespondierenden Justagestrukturen (5) in dem Mikrosystemtechnikwafer (7) durch Materialabtrag in Form von Einsenkungen, die von der zu beschichtenden Oberfläche aus mit einem entsprechenden Maskenprozess und dem gleichen Abtragsverfahren erfolgt, welches bei der Ausbildung der Maskenjustagestrukturen (6) der Durchdampfmaske (8) verwendet wurde.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei für die Ausbildung der Justagestrukturen (5) und der Maskenjustagestrukturen einerseits und der Durchdampföffnungen andererseits unterschiedliche Abtragsverfahren angewendet werden, die ausgewählt sind aus der Gruppe: KOH-Atzung, plasmachemisches Ätzen, Mikrofräsen, Mikrobohren, Sandstrahlen.
20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei für die Ausbildung der Justagestrukturen und der Maskenjustagestrukturen einerseits und der Durchdampföffnungen andererseits jeweils das gleiche Abtragsverfahren angewendet wird, ausgewählt aus der Gruppe: Mikrofräsen, Mikrobohren, Sandstrahlen.
21. Verfahren zur selektiven Materialabscheidung auf einem
Mikrosystemtechnikwafer unter Verwendung einer Durchdampfmaske (8) und mit Justagestrukturen (5,6) zwischen dem Wafer (7) der Mikrosystemtechnik und der Maske, mit den Schritten
Bilden von zumindest zwei Justagestrukturen (5,5') am Mikrosystemtechnikwafer (7) unter Anwendung einer bestimmten Struktuherungstechnik;
Bilden von zumindest zwei im Wesentlichen komplementären Maskenjustagestrukturen (6,6') auf einer Maskenscheibe (8a), die den gleichen Durchmesser aufweist wie der Wafer (7) der Mikrosystemtechnik, wobei die Ausbildung der Justagestrukturen (6,6') unter Anwendung derselben Struktuherungstechnik erfolgt;
Einbringen von Durchdampföffnungen (9,9') in der Maskenscheibe (8a) zur Bildung der Durchdampfmaske (8), wobei die Durchdampföffnungen (9) bei selbst-justierendem (5,6;5\ 6') Auflegen der Durchdampfmaske auf den Wafer (7) der Mikrosystemtechnik definierte Bereiche auf dem Wafer (7) bei der selektiven Materialabscheidung freilassen, zur selektiven Materialabscheidung auf dem Mikrosystemtechnikwafer (7) durch die Durchdampföffnungen (9,9') der Maske.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , wobei einer der Ansprüche 1 bis 20 ergänzt wird, ohne Anspruch 1 , insbesondere die Durchdampfmaske (8) abgenommen wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22 oder 21 , wobei das Bilden der zu den Maskenjustagestrukturen (6) der Durchdampfmaske (8) in Lage und Größe korrespondierenden Justagestrukturen (5) in dem Mikrosystemtechnikwafer (7) durch Ätzen von Einsenkungen (5) erfolgt, und von der zu beschichtenden Oberfläche aus mit einem entsprechenden Maskenschritt und dem gleichen plasmachemischen Ätzverfahren wie bei der Durchdampfmaske (8) vorgenommen wird. o
24. Kit of parts aus einem Mikrosystemtechnikwafer (7) und einer Durchdampfmaske (8) zur (hoch)genauen selektiven Materialabscheidung mittels Justagestrukturen (5,6;5',6') an der Durchdampfmaske (8) und dem Mikrosystemtechnikwafer (7), umfassend zumindest zwei erhabene oder eingesenkte Justagestrukturen (5,5') am Mikrosystemtechnikwafer (7), entstanden unter Anwendung einer vorbestimmten Strukturierungstechnik; zumindest zwei im Wesentlichen komplementär eingesenkte oder erhabene Maskenjustagestrukturen (6) auf einer Maskenscheibe (8a), die den gleichen Durchmesser wie der Mikrosystemtechnikwafer (7) aufweist, unter Anwendung der vorbestimmten Strukturierungstechnik; Durchdampföffnungen (9) in der Maskenscheibe (8a), um die Durchdampfmaske (8) zu erzeugen, wobei die Durchdampföffnungen (9) es erlauben, definierte Bereiche auf dem Mikrosystemtechnikwafer (7) für die selektive Materialabscheidung freilegen.
25. Kit of parts nach Anspruch 24, wobei einer der Ansprüche 1 bis 20 ergänzt wird, ohne Anspruch 1.
26. Kit of parts nach Anspruch 24 oder 25, wobei die Parts (Komponenten) als Bausatz (Kit) zusammengehören, als Maske und Wafer, mit zusammen selbstzentrierender Wirkung oder Eignung, und zwar nicht erst im zusammengesetzten Zustand.
27. Kit of parts nach Anspruch 24, wobei die erhabenen oder eingesenkten Justagestrukturen (5,5') auf der Flächenseite von Wafer und Maske angebracht sind.
28. Kit of parts nach Anspruch 24, wobei Flankenwinkel (2,2a) an den Justagestrukturen als Erhebungen (6) und Einsenkungen (5) vorgesehen sind, welche Winkel zueinander passen, zur Unterstützung der zentrierenden Wirkung.
29. Kit of parts nach Anspruch 28, wobei die Flankenwinkel (2,2a) zwischen 50° und 70° aufweisen.
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