WO2018024604A1 - Method of forming a structured layer - Google Patents

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WO2018024604A1
WO2018024604A1 PCT/EP2017/069027 EP2017069027W WO2018024604A1 WO 2018024604 A1 WO2018024604 A1 WO 2018024604A1 EP 2017069027 W EP2017069027 W EP 2017069027W WO 2018024604 A1 WO2018024604 A1 WO 2018024604A1
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Maik Vieluf
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Von Ardenne Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for forming a structured layer.
  • a workpiece e.g., a substrate
  • the substrate can provide an electrically conductive, mechanically stable and / or economically favorable framework which is functionalized by means of a coating.
  • the mechanical and / or electrical properties of the substrate can be combined with the functional properties of the layer in order to provide high-performance components cost-effectively.
  • the usable electrode energy content of solid state energy storage devices can be increased by the highest possible specific surface area of the electrodes. This can be clearly achieved by structuring the functional layer and / or this from a porous layer
  • the usable electrode energy content of solid-state energy storage devices can be increased by a three-dimensional structuring of high-capacitance and therefore thick electrodes.
  • the three-dimensional patterning of the electrodes by means of a sequential and dry layer structure by additive and subtractive methods and the improvement of the solid ion conductors used, which are adapted to the processes carried out.
  • porous layers ie layers with an already high specific surface, can be structured only with great effort. For example, liquid etchants penetrate the pores of a layer and thus act in an uncontrolled manner, including those areas which are to remain. Therefore, the full potential of patterning a porous layer can rarely be exploited. In other areas, such as the touch-sensitive screens, structured layers are needed.
  • Pulse laser process to leave bridges or structures. These subtraction steps enable a large amount of material to be removed precisely with relatively little energy input. For this, however, a high cost often has to be taken into account, which reduces their profitability.
  • a method for forming a structured layer which reduces the expense, increases the cost and / or can be done in a continuous system, so that the production costs can be reduced and the production speed can be increased.
  • the method makes it possible to minimize the chemical stress which acts on the layer to be structured, so that their
  • a wide variety of different material classes can be structured, eg chemically and / or mechanically sensitive materials, such as organic materials.
  • the method enables to structure materials which have a high specific surface area and are therefore unsuitable for most conventional patterning processes, such as porous materials.
  • the process makes it possible to further increase the specific surface area by means of structuring, without impairing or uncontrollably removing the porous materials.
  • a wide variety of different material classes can be structured, for example, chemically and / or mechanically sensitive materials, such as an active material or an electrolyte.
  • a method of forming a structured active material layer is provided.
  • the active material layer can be used, for example, in energy stores, so that their production can be cheaper and less time consuming.
  • a method of forming a patterned sensor layer is provided.
  • the sensor layer can be used, for example, in a sensor, e.g. be used a capacitive surface sensor, so that its production can be cheaper and cheaper and takes less time.
  • a method for forming a patterned layer on a substrate may include: coating the substrate with a layer to be patterned comprising a target material and a sacrificial material, wherein upon coating the sacrificial material over and / or simultaneously with the target material the substrate is arranged; wherein arranging the sacrificial material and / or the target material comprises disposing solid particles over the substrate (e.g., in multiple regions of the layer to be patterned); and removing the sacrificial material so that multiple areas of the layer are opened (also referred to as subtraction lithography).
  • the sacrificial material may be disposed in the plurality of regions of the layer to be patterned, e.g. in the form of solid particles.
  • a method of forming a patterned layer may include: coating the substrate with a layer to be patterned comprising a target material and a sacrificial material, wherein in the coating
  • Sacrificial material is placed in front of and / or simultaneously with the target material over the substrate; wherein the sacrificial material changes to a gaseous state of aggregation at a lower temperature and / or pressure than the target material (i.e., the sacrificial material has a lower temperature and / or pressure than the target material at which it changes to a gaseous state); thermal transfer of the
  • Sacrificial material into the gaseous state of aggregation so that multiple areas (e.g., the multiple areas) of the layer are opened.
  • the thermal transfer of the sacrificial material to the gaseous aggregate state may be by means of (eg, pulsed) irradiation of the sacrificial material and the target material.
  • the sacrificial material may include a mask (also referred to as a mask)
  • a method of forming a patterned layer within a vacuum chamber may include: arranging and / or transporting a substrate in the vacuum chamber; Generating a stream of solid particles from a source region toward the substrate; and disposing a mask between the substrate and the source region, the mask having one or more (e.g., disjoint) openings.
  • the substrate may be coated through the mask.
  • the mask may be or may be used to coat an additional substrate (also referred to in this case as an exchange mask or reusable mask).
  • the mask for patterning the coating (which may include or be formed from the layer to be patterned) may be removed (also referred to as sacrificial mask in the case).
  • the replacement mask may be located at a distance from the substrate.
  • the sacrificial mask may be part of the coating.
  • a method of forming a patterned layer within a vacuum chamber in which a solid particle emission device is disposed may include: disposing a substrate in the vacuum chamber; Disposing a mask between the substrate and the solid particle emission device, the mask having one or more openings; and emitting solid particles by the solid particle emission device toward the substrate.
  • the method may further include: generating and / or maintaining an electric field between the substrate and the mask
  • the electric field may enable electrophoresis, for example a drift of the electrons in a certain direction.
  • the solid particles can be conducted by means of the electric field (eg through the several openings).
  • the solid particles emitted by the solid particle emitting device toward the substrate include or are formed of a target material.
  • the method may further comprise: coating the substrate with the solid particles through the mask.
  • the mask may comprise a plurality of solid particles which may or may be disposed over the substrate.
  • the solid particles of the mask may include or be formed from a sacrificial material (also referred to as a sacrificial mask).
  • the target material may have a larger particle density than the sacrificial material and / or as the substrate.
  • the sacrificial material may have a larger particle density than the target material and / or as the substrate.
  • the sacrificial material can be removed by at least partially converting it to a gaseous state, e.g. by at least partially vaporizing and / or sublimating it.
  • the sacrificial material can be arranged in a plurality of mutually separated regions of the layer and the target material can be arranged between and / or above it (ie, at least partially covering it) so that, for example, the sacrificial material is embedded in the target material and / or is disposed between the target material and the substrate.
  • the transfer may be by means of (e.g., pulsed) irradiation.
  • the (e.g., pulsed) irradiation may occur on both sides of the substrate.
  • the (eg pulsed) irradiation may be done in a vacuum.
  • a porosity of the target material may be greater than a porosity of the substrate.
  • the solid particles may be placed in a vacuum over the substrate.
  • the solid particles that are placed over the substrate may be from a particle stream (e.g., in a vacuum).
  • the solid particles may be separated by means of a
  • Solid particulate emission and / or placed in a vacuum over the substrate.
  • the solid particle emission by means of a
  • the solid particle emission may occur in a vacuum.
  • the sacrificial material and / or the target material may be disposed over the substrate by a printing process (i.e., by printing).
  • the solid particles comprising or formed from the sacrificial material may be larger than the solid particles comprising or formed from the target material.
  • a temperature at which the sacrificial material changes to a gaseous state of aggregation may be less than a temperature at which the target material changes to a gaseous state.
  • the sacrificial material may be disposed between the target material and the substrate. According to various embodiments, the sacrificial material may be at least partially (i.
  • the target material may include or be formed from a metal.
  • the target material may comprise at least one of the following metals: aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), titanium (Ti), nickel (Ni), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum ( Mo), tantalum (Ta), gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), tungsten (W).
  • the multiple regions of the layer that are opened may expose the substrate.
  • the target material may comprise or be formed from a metal, a semi-metal, a ceramic or an active material.
  • the substrate may be opaque or at least comprise or be formed from an opaque material.
  • the substrate may be intransparent or at least have or be formed from an intransparent material.
  • the substrate may be transparent or at least have or be formed from a transparent material.
  • a transparent substrate may be used to form a device that emits light through the substrate.
  • the substrate may be an electrode of a
  • the energy storage may be reversible (i.e.
  • the energy store may include a capacitor (i.e.
  • the substrate may include or be formed from a solar cell.
  • the substrate may include or be formed from a printed circuit board.
  • the method may further include: forming a capacitive area sensor using the target material.
  • the method may further comprise: electrically contacting the patterned layer (eg, its target material).
  • the method may further include forming a metallization that electrically contacts the target material (over the substrate), eg, a metallization having a contact pad.
  • the target material and / or the sacrificial material may or may not be formed from a liquid phase.
  • the target material and / or the sacrificial material may or may not be formed from a dispersion.
  • the liquid phase forming may comprise solidifying it, e.g. by releasing a solvent therefrom (also referred to as dry) and / or converting it to a solid state (e.g., solidifying it).
  • a method of forming a patterned layer may include: disposing a sacrificial layer over a substrate having a plurality of (singulated) segments; Depositing a layer to be patterned over the substrate such that its material is disposed at least between the plurality of segments;
  • the substrate may include or be formed from a polymer, e.g. a transparent polymer.
  • the sacrificial material may include or be formed from a polymer (e.g., an opaque polymer), e.g. different from that of the substrate.
  • a polymer e.g., an opaque polymer
  • the substrate may comprise at least one sheet-like carrier and / or a flexible carrier, eg a foil or a plate (eg a wafer).
  • the substrate may be coated on both sides or be formed, for example, from one side (by turning the substrate) or from two opposite sides.
  • the substrate may include or be formed from a laminate.
  • the substrate may include mica (eg, layered silicate comprising or formed therefrom), a ceramic (eg, a transparent ceramic such as glass), a semiconductor material (eg, silicon), and / or a metal (eg, aluminum, copper, and / or lithium ) or be formed therefrom.
  • mica eg, layered silicate comprising or formed therefrom
  • a ceramic eg, a transparent ceramic such as glass
  • a semiconductor material eg, silicon
  • a metal eg, aluminum, copper, and / or lithium
  • the target material and / or the substrate may comprise or be formed from an electrically conductive material, e.g. a metal and / or a metallic alloy.
  • the substrate may include or be formed from an electrically conductive coating (e.g., a current collector layer).
  • the metal of the target material and / or the substrate may be in or coated with a ceramic (e.g., a nitride or carbide).
  • the target material and / or the substrate may include or be formed from a metal nitride (such as TiN, CrN) and / or a metal carbide (such as TiC, CrC).
  • a nonmetal may or may not be incorporated into the target material and / or the substrate.
  • the target material may or may be chemically reacted, e.g. with a process atmosphere comprising carbon and / or nitrogen.
  • an inorganic non-metallic material can be understood which can be used besides oxides (e.g., metal oxides) also for nitrides and / or carbides.
  • oxides e.g., metal oxides
  • an oxide, a carbide and / or a nitride may be a ceramic.
  • the target material and / or the substrate may be electrically conductive, that is, an electrical conductivity of greater than about 10 6 S / m (Siemens per meter) have, for example, greater than about 2-10 6 S / m, for example greater as about 5-10 6 S / m, eg greater than about 10 7 S / m, eg greater than about 2-10 7 S / m, eg greater than about 5-10 7 S / m, eg in a range of about 10 7 S / m to about 10-10 7 S / m.
  • the target material and the substrate may differ from one another, for example in at least one of the following properties: their density, their porosity (if present), their
  • composition or its chemical reactivity.
  • the target material and the sacrificial material may differ from each other, e.g. in at least one of the following properties: their density, their porosity (if present), their mechanical hardness, their layer thickness, their mean particle density (if any), their mean particle size (if any), their mean density, their electrical conductivity; their gas permeability; their permittivity, their chemical composition or their chemical reactivity.
  • the electrical conductivity of the target material may be less than the electrical conductivity of the substrate and / or both may have greater electrical conductivity than the sacrificial material.
  • the target material can be electrically insulating (ie, an electrical conductivity of less than about 10 -6 S / m) or more, for example when the target material comprises a ceramic or a polymer.
  • the electrical conductivity of the target material may be greater than the electrical
  • Conductivity of the substrate and / or both may have greater electrical conductivity than the sacrificial material.
  • the substrate may be electrically insulating (ie, have an electrical conductivity of less than about 10 6 S / m), eg, when the substrate comprises a ceramic or a polymer.
  • a metal may comprise (or be formed of) at least one metallic element (i.e., one or more metallic elements), e.g. at least one element from the following group of elements: copper (Cu), iron (Fe), titanium (Ti), nickel (Ni), chromium (Cr), platinum (Pt), gold (Au), zinc (Zn), Magnesium (Mg), Aluminum (AI), Zirconium (Zr), Niobium (Nb), Tantalum (Ta), Molybdenum (Mo), Tungsten (W),
  • a metal may be a metallic compound (e.g.
  • intermetallic compound or an alloy or e.g. a compound of at least two metallic elements (e.g., the group of elements), e.g. a connection like bronze or brass.
  • a metal may be a
  • a metal may have a thermal conductivity greater than 10 W / (mK) (watts per Kelvin and meters), eg greater than 50 W / (mK).
  • the polymer may comprise or be formed from a thermoset, a thermoplastic, and / or an elastomer.
  • the polymer may comprise or be formed from an organic polymer, e.g. a hydrocarbon.
  • An organic polymer may denote a polymer which has carbon atoms in the main chain of the polymer or whose main chain is formed of a plurality of carbon atoms.
  • the polymer may include polyvinylchloride (PVC), polystyrene (PS), polyester and / or polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polytetrafluoroethylene (PTFE), cyclo-olefin copolymer (COC), cyclo- Olefin polymer (COC,
  • the method may further comprise: forming an energy storage using the patterned layer, the target material, and / or the substrate.
  • the substrate for coating with the substrate for coating with the substrate
  • Target material and / or arranged with the sacrificial material in a vacuum chamber and / or transported For example, a printing (process printing), in which the coating (forming the first layer and / or forming the second layer) may be carried out in a range of about HO- 5 millibars (mbar) to about of up to 8 ⁇ 10 4 millibar is set and / or be regulated.
  • the process pressure can be set and / or regulated by means of a regulated and / or regulated gas inlet (eg with constant pumping power), eg by introducing a process gas.
  • the sacrificial material may be placed over the substrate prior to (e.g., spaced apart from) the target material. Then that can
  • Sacrificial material optionally be covered with the target material.
  • the sacrificial material may be simultaneously disposed over the substrate to the target material. Then, the sacrificial material may optionally be disposed adjacent to the target material and / or partially exposed.
  • the target material may remain uncovered by the sacrificial material.
  • the target material may be exposed (eg, from the sacrificial material).
  • the substrate may have a smaller transparency than the target material and / or as the sacrificial material. Alternatively or additionally, the target material may have a smaller transparency than the sacrificial material.
  • the transparency may be understood as a measure describing which portion of the incident light penetrates an area and / or a body (e.g., a layer and / or a substrate).
  • the transparency may be influenced by the material of which the region and / or the body is formed, and / or by the way the light has to travel through the region and / or the body. The greater the thickness (e.g., thickness) of the region and / or body, the less light that can penetrate along the thickness.
  • the light can be understood as the visible light, e.g. having a wavelength in a range of about 380 nm to about 780 nm.
  • the transparency may be applied to the entirety of the incident light, e.g. averaged over the wavelengths of light.
  • the transparency may refer to a particular wavelength in the range of about 380 nm to about 780 nm, e.g. to light having a wavelength of about 650 nm (red), a wavelength of about 520 nm (green), and / or a wavelength of about 470 nm (blue).
  • the transparency can be understood as the reciprocal of the opacity.
  • Transparent with respect to a body (e.g., a layer and / or a substrate) or region may be understood to transmit more than 75% of the light (e.g., visible light), e.g. more than about 90%, e.g. more than about 95%, e.g. more than about 99%.
  • the sacrificial material may have a larger size
  • the absorption coefficient may describe the proportion of radiation used for irradiation which is absorbed (and / or converted into thermal energy).
  • the layer to be patterned or at least the target material may have a thickness (layer thickness) in a range of about 100 nm to about 1 ⁇ m, eg in a range of about 200 nm to about 500 nm.
  • the layer to be patterned or at least the target material comprise copper or be formed therefrom, for example having a thickness in a range of about 800 nm to about 1 ⁇
  • a sensor layer comprising the target material form.
  • placement of the target material may be by physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), plasma spraying, or liquid phase deposition.
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • plasma spraying or liquid phase deposition.
  • the Flussigphasendeposition can be done, for example, when the sacrificial material in the form of
  • Solid particles is or will be provided.
  • placement of the sacrificial material may be by physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), or liquid phase deposition.
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • Li phase deposition may be done, for example, when the target material is or will be provided in the form of solid particles.
  • the solid particles comprising the target material may be placed over the substrate after the solid particles comprising the sacrificial material, e.g. at a time interval from each other and / or by means of different processes.
  • a coating arrangement for coating a substrate may comprise: a container having a region (also referred to as source region) for receiving solid particles; a positioning device for positioning a substrate with a substrate surface of the substrate toward the region; at least one electron source for introducing electrons into the solid particles; a controller configured to control an electrostatic charge of the solid particles such that a force caused by the electrostatic charge separates the solid particles and accelerates toward the substrate surface of the substrate for coating the solid particles
  • Substrate surface with at least a portion of the separated solid particles Substrate surface with at least a portion of the separated solid particles; and a mask, which is arranged between the positioning device and the container and / or movably mounted.
  • a coating arrangement for coating a substrate may comprise: a vacuum chamber in which a coating area and a structuring area is arranged; a solid particle emission device for emitting solid particles in the coating region; a positioning device for transporting a substrate between the coating area and the
  • Sacrificial material from the substrate e.g., by thermally transferring the sacrificial material to a gaseous state of aggregation) in the patterning region.
  • the thermal structuring device may comprise an irradiation device for emitting radiation into the structuring region.
  • the target material may have greater chemical activity than the substrate and / or as the sacrificial material.
  • the chemical activity can represent the rate at which the chemical reaction occurs. The greater the chemical activity of a material, the faster the material can chemically react and / or be consumed by the chemical reaction.
  • the chemical activity may refer to a reference reactant, e.g. on oxygen and / or an ionic conductor (e.g., an electrolyte).
  • the target material may have a greater electrical conductivity than the substrate and / or as the sacrificial material. This makes it possible, for example, to form electrically conductive webs or printed conductors.
  • the structure of the layer may be determined by means of a
  • the irradiation may have a whole-area irradiation, e.g. the sacrificial material and the target material.
  • the sacrificial material may be irradiated at approximately the same energy density or become as the target material.
  • the target material may be irradiated at approximately the same energy density or become as the target material.
  • Sacrificial material about the same energy density or be registered as in the
  • FIG. 1A and FIG. 1B each show a solid particle emission in a method according to FIG.
  • FIG. 2A, FIG. 2B and FIG. 2C each show a method for structuring a layer according to FIG.
  • FIG. 3A, FIG. 3B and FIG. 3C each show a method for structuring a layer according to FIG.
  • 4A, 4B and 4C each show a method for structuring a layer according to FIG.
  • FIG. 5A, FIG. 5B and FIG. 5C each show a method for structuring a layer according to FIG.
  • FIGS. 6A and 6B each show a method for structuring a layer according to various
  • FIGS. 7A and 7B each illustrate a method of patterning a layer according to various
  • FIGS. 8A and 8B each show a method for structuring a layer according to various
  • FIGS. 9A and 9B each illustrate a method of patterning a layer according to various
  • FIG. 10A and FIG. 10B each show a method for structuring a layer according to FIG.
  • 11A and 11B each show a method for structuring a layer according to FIG.
  • 12A, 12B, 12C and 12D each show a method of patterning a layer according to various embodiments
  • 13A and 13B each show a coating arrangement according to various
  • FIG. 14A and FIG. 14B each show an energy store according to various embodiments
  • FIG. 15A and FIG. 15B each show a method for structuring a layer according to FIG.
  • FIGS. 16A and 16B each show a method for structuring a layer according to FIG.
  • 17A and 17B each show a method for structuring a layer according to FIG.
  • FIGS. 18A and 18B each show a method for structuring a layer according to FIG.
  • FIG. 19 shows a mask for structuring a layer according to various embodiments
  • FIGS. 20A and 20B each show a method for structuring a layer according to FIG.
  • 21A, 21B and 21C each show a method for structuring a layer according to various embodiments.
  • FIGS. 22A, 22B and 22C each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments.
  • Coupled is used to describe both a direct and indirect connection (e.g., resistive and / or electrically conductive, e.g., an electrically conductive connection), direct or indirect connection, and direct or indirect coupling.
  • over with respect to deposited material or a layer thereof formed “over” a side or surface may be understood in accordance with various embodiments in that the deposited material or layer "directly on, eg in direct (e.g.
  • the term “over” with respect to a deposited material or layer formed “over” a side or surface may be understood in accordance with various embodiments to be, for example, physical the deposited material or layer is formed “indirectly on” said side or surface with one or more additional layers disposed between said side or surface and the deposited material.
  • lateral or lateral with respect to the “lateral” or “lateral” extent of a structure (or a substrate, a wafer or a carrier) or “laterally” adjacent, according to various embodiments used to be one
  • a surface of a substrate eg, a surface of a support or a surface of a wafer
  • the main processing surface of the substrate or the main processing surface of the carrier or wafer
  • the term "width" used with respect to a "width" of a structure (or a structural element) may be used herein to denote the lateral (or lateral) extent of a structure.
  • the term "height” used in relation to a height of a structure (or a structural element) may be used herein to extend a structure along a direction perpendicular to the surface of a substrate (eg, perpendicular to the main processing area of a substrate). to designate, ie a vertical extension.
  • the term “thickness” used with respect to a “thickness” of a layer can be used herein to refer to the spatial Extension of the layer perpendicular to the surface of the support (material) on which the layer is deposited, ie a vertical extension.
  • the thickness of the layer applied to the support may be equal to the height of the layer.
  • a "vertical" structure may denote a structure extending in a direction perpendicular to the lateral direction (e.g., perpendicular to the
  • Main processing surface of a substrate), and a "vertical" extent may be an extension along a direction perpendicular to a lateral direction (eg, an extension perpendicular to the main processing area of a substrate).
  • a method for producing a layer having a high specific surface area is provided. That according to different embodiments, a method for producing a layer having a high specific surface area is provided. That according to different embodiments, a method for producing a layer having a high specific surface area is provided. That according to different embodiments, a method for producing a layer having a high specific surface area is provided. That according to different embodiments, a method for producing a layer having a high specific surface area is provided. That according to different
  • Embodiments provided method increases the economics of the production of a device made therewith.
  • a method of patterning a thin porous layer is provided.
  • the layer may have a thickness (vertical extension) in a range from about 1 nm (nanometers) to about 10 ⁇ m (microns), e.g. in a range of about 10 nm to about 1 ⁇
  • Energy storage such as a lithium-ion battery, for example, a solid energy storage
  • the active materials on the current collector for example, comprising an aluminum foil or copper foil, for example with a thickness in a range of about 4 ⁇ to about 20 ⁇
  • the current collector for example, comprising an aluminum foil or copper foil, for example with a thickness in a range of about 4 ⁇ to about 20 ⁇
  • a method which makes it possible to increase surfaces or interfaces for the lithium intercalation and / or to shorten the path that the electrons take through the structured layer.
  • FIGS. 1A and 1B each illustrate a solid particle emission in a method according to various embodiments in a schematic side view or
  • the solid particle emission may include: positioning a substrate 102 to be coated in a vacuum and in the direction (opposite direction 105) of a region 104q (also referred to as source region 104q or solid particle source region 104q ), in which solid particles 104 are arranged, with which the substrate 102 is to be coated.
  • FPD Fast Particle Deposition
  • the solid particle emission may further include: introducing electrons into the
  • Solid particles 104 for electrostatic charging of the solid particles 104 such that a force caused by the electrostatic charge the solid particles 104 separated from each other and accelerated in the direction 105 of the substrate 102 for coating the substrate 102 with at least a portion of the separated solid particles 104.
  • the direction of 105th of the substrate 102 accelerated solid particles 104 may form a particle stream 1802.
  • the solid particles 104 may or may not be arranged as loose fill (also referred to as agglomerate) in the source region 104q.
  • the solid particles 104 can be arranged in a particle container 106, which has an at least partially electrically conductive wall.
  • the introduction of the electrons into the solid particles 104 can take place indirectly via the container wall.
  • the introduction of electrons into the solid particles 104 can take place from the container wall. This can be achieved, for example, that the electrons are distributed by means of the container wall (shown as arrows), which reduces an electrical current density, which is caused by the introduction of electrons into the solid particles 104.
  • the container wall shown as arrows
  • the solid particles 104 may be understood as particles (illustrative granules) having or being formed from a solid, i. matter in a solid aggregate state (where the matter may have multiple atoms and / or molecules).
  • the solid particles 104 may have an average extent (illustrative
  • Particle size greater than 5 nm, for example, greater than 0.1 ⁇ , for example, less than 1 mm, for example less than 500 ⁇ , for example in a range of about 10 nm to about 500 ⁇ , for example in a range of about 100 nm about 100 ⁇ , for example in a range of about 200 nm to about 10 ⁇ , or in a range of about 0.1 ⁇ to about 1 mm, for example in a range of about 1 ⁇ to about 500 ⁇ , for example in a range of about 10 ⁇ to about 250 ⁇ .
  • the solid particles 104 can illustratively form a granulate or a powder, which can be or can be arranged at least in the source region 104q.
  • the expansion of the solid particles 104 may be their average extent, for example averaged over all solid particles 104 and / or averaged individually for each solid particle 104.
  • the average extent of a single solid particle 104 may illustratively correspond to a diameter of a sphere having the volume of the solid particle 104.
  • the solid particle emission may include: removing electrons from the
  • an electric potential of the solid particles 104 which is caused by the introduction of electrons, can be controlled or regulated.
  • a portion of the electrical charge, which is introduced by the introduction of electrons into the solid particles 104 by means of the discharge of electrons are removed again.
  • a controller 108 may include a forward-looking control path, and thus illustratively implement a scheduler that converts an input into an output.
  • the tax route can also be part of a
  • the control has, in contrast to the pure forward control on a continuous influence of the output variable on the input variable, which is effected by the control loop (feedback).
  • a control may be used instead of the control.
  • the introduction may be controlled or regulated, e.g. by the controller 108.
  • an electric potential of the solid particles 104 caused by the introduction of electrons can be controlled.
  • the solid particulate emission may further include: evaporating a
  • Coating material in the direction of the substrate 102 for coating the substrate 102 with at least a portion of the coating material.
  • the solid particles 104 may include or be formed from the sacrificial material, and the coating material may include or be formed from the target material. For example, coating the substrate 102 with at least the portion of the
  • Coating material and the coating of the substrate 102 with at least the part of the separated solid particles 104 overlap each other temporally and / or spatially.
  • the coating of the substrate 102 with at least the part of the coating material after the coating of the substrate 102 with at least the part of the separated solid particles 104 may take place.
  • the solid particles 104 may include or be formed from the target material, e.g. an accumulator-active material, a solar cell active material, a catalyst material and / or a solid electrolyte.
  • the substrate may already be coated with the sacrificial material.
  • the coating of the substrate 102 with the sacrificial material can be done by means of a preceding solid particle emission, as described in more detail below.
  • the coating of the substrate 102 with the sacrificial material may be by means of a preceding liquid phase deposition (i.e., from a liquid phase and prior to the solid particle emission), as described in more detail below.
  • the solid particulate emission may further comprise controlling and / or regulating (eg, by a controller 108) an electrical potential difference between the substrate 102 and the solid particles 104.
  • the electric potential of the solid particles may be 104 the electric potential of the
  • Container 106 correspond.
  • an electrical potential of the substrate 102 and / or an electrical potential of the solid particles 104 can be controlled and / or regulated.
  • an electrical voltage applied to the substrate 102 i.e., an electrical potential difference to an electrical reference potential
  • an electrical voltage applied to the solid particles 104 may be controlled or regulated.
  • the electrical reference potential may be provided by, for example, a vacuum chamber.
  • the electrical potential difference between substrate 102 and solid particles 104 may also be controlled or controlled in a floating manner (i.e.
  • the solid particle emission may optionally include: controlling and / or regulating (eg by means of a controller 108) an electrical potential difference between the mask and the substrate 102 and / or the solid particles 104
  • An electrical potential of the mask can be controlled and / or regulated.
  • an electrical voltage applied to the mask ie, an electrical potential difference to an electrical reference potential
  • an electrical voltage applied to the solid particles 104 and / or to the substrate 102 ie, an electrical potential difference to a
  • the electrical potential difference between the mask and the substrate 102 and / or the solid particles 104 may also be controlled in a floating manner (i.e., independent of the electrical
  • electrophoresis can be controlled and / or regulated.
  • the electrophoresis may denote the process of moving (flowing) the solid particles 104 through the electric field.
  • the solid particle emission may further include moving the substrate 102 while being coated with at least the portion of the separated solid particles 104.
  • the solid particle emission may include moving the mask (when used) while the substrate 102 is at least part of the separated ones
  • Solid particles 104 is coated.
  • the substrate 102 may be an electrode of a
  • the target material may comprise or be formed from an electrolyte of the rechargeable battery or a fuel cell.
  • the electrolyte may for example comprise or be formed from a solid electrolyte.
  • the substrate 102 may include, for example, a separator of an accumulator or a fuel cell.
  • Solid particles 104 include an electron beam gun 112 and a portion 104q for receiving the solid particles 104.
  • the introduction of the electrons can be effected by means of the electron beam gun 112, by means of which an electron beam 112 e is emitted in the direction of the solid particles 104.
  • the solid particle emission device 152 may include the controller 108, which may include introducing the electrons (by means of the electron beam gun 112) and / or discharging the electrons
  • the solid particle emission device 152 may include a container 106 having the region 104q.
  • FIGS. 2A, 2B and 2C each illustrate a method for structuring a layer according to various embodiments in a schematic side view or
  • the method in 200a, 200b may include:
  • the layer 202 to be patterned may include or be formed from a target material 202t and a sacrificial material 202o.
  • the coating may be carried out in such a way that the sacrificial material 202o is arranged temporally in front of the target material 202t and / or simultaneously with it above the substrate 102.
  • the coating can optionally take place in such a way that the sacrificial material 202o is or will be arranged in a plurality of mutually separated regions 204 of the layer 202 to be structured.
  • the layer 202 to be patterned may include a plurality of segments 204 (also referred to as sacrificial segments 204) that comprise or are formed from the sacrificial material 202o.
  • Adjacent portions of the plurality of separated regions 204 may be spaced apart a distance 204d.
  • Each region of the plurality of separated regions 204 may include an extension 204b (lateral extension 204b).
  • the distance 204d of adjacent regions of the plurality of separated regions 204 may be greater than their extent 204b (along a vertical direction 101, 103).
  • a lateral extent can be understood as an extension along a direction that runs along one or the main processing side 102t, 102b.
  • a thickness 202p of the plurality of mutually separated regions 204 or of the sacrificial material 202o may be equal to or greater than an average thickness 202d of the layer 202 to be structured (mean layer thickness 202d) and / or of the target material 202t.
  • the multiple separated regions 204 and the sacrificial material 202o may protrude from the layer 202 to be patterned.
  • a thickness can in the context of present description as a vertical extent, ie in the direction perpendicular to a
  • the average thickness 202d of the layer 202 to be patterned may be in a range from about 10 ⁇ to about 20 ⁇ , e.g. when the target material 202t has an active material. According to various other embodiments, the average thickness 202d of the layer 202 to be patterned may range from about 100 ⁇ to about 200 ⁇ , e.g. when the target material 202t has an electrolyte (e.g., a liquid electrolyte). According to various other embodiments, the average thickness 202d of the layer 202 to be patterned may be in a range from about 10 ⁇ to about 200 ⁇ , e.g. when the target material 202t comprises a metal (e.g., for forming electrically conductive lands or traces).
  • a metal e.g., for forming electrically conductive lands or traces.
  • the coating may be performed such that the target material 202t is disposed at least between the plurality of separated regions 204.
  • sacrificial material 202o may or may not be embedded in target material 202t, as described in more detail below.
  • the layer 202 to be patterned may include
  • Solid particles 104 may be formed or be.
  • the solid particles 104 may include or be formed from the target material 202t.
  • the solid particles 104 may include or be formed from the sacrificial material 202o.
  • At least a portion of the solid particles 104 may be separated by means of a
  • Solid particulate emission via (along the processing direction 105) to the substrate 102 or be arranged.
  • at least a portion of the solid particles 104 may or may not be disposed above the substrate 102 by means of a liquid phase, e.g. from a dispersion and / or suspension, as will be described in more detail below.
  • the solid particles 104 may be, for example, colloids of the liquid phase.
  • the method may include removing the sacrificial material 202o from the to
  • the method in 200c may further include: coating the patterned layer 202 (after removing the sacrificial material 202o).
  • 3A, 3B and 3C each illustrate a method for patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
  • the method in 300a, 300b may include:
  • Coating the substrate 102 with a layer 202 to be patterned e.g. similar to the previous description.
  • the coating may be performed such that the target material 202t is disposed between the plurality of separated regions 204 and over the plurality of separated regions 204.
  • the plurality of separated regions 204 and the sacrificial material 202o may be buried, e.g. partially covered by the target material 202t target material 202t.
  • the sacrificial material 202o may or may not be embedded in the target material 202t.
  • the thickness 202p of the plurality of separated regions 204 and the sacrificial material 202o may be greater than approximately 75% of the mean thickness 202d of the layer 202 to be patterned and / or the target material 202t and / or less than the average thickness 202d of the
  • a thickness 202d of the target material 202t which is arranged above the plurality of mutually separated regions 204 or over the sacrificial material 202o, may be smaller than the thickness 202p of the plurality of mutually separated regions 204 and the sacrificial material 202o, respectively.
  • the method may include removing the sacrificial material 202o from the to
  • the removal of the sacrificial material 202o may be through the target material 202t.
  • the sacrificial material 202o may, for example, be converted into a gaseous state of aggregation, or as will be described in more detail below.
  • a portion of the target material 202t may be removed or at least deformed. This can increase the surface area of the patterned layer 202.
  • 4A, 4B and 4C each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or Cross-sectional view in 400a, 400c (viewed along a Hauptreaierseite 102t of the substrate 102) and a plan view in 400b (facing the Hauptreaierseite 102t of the substrate 102).
  • the method in 400a, 400b may include:
  • Coating the substrate 102 with a layer 202 to be patterned e.g. similar to the previous description.
  • the coating may be performed such that the target material 202t is arranged between the plurality of mutually separated regions 204 and optionally over the plurality of mutually separated regions 204, as described above.
  • the sacrificial material 202o may have a first temperature (also referred to as a first transition temperature) and / or a first pressure (also referred to as a first transition pressure) in which the latter changes into a gaseous state of aggregation.
  • the target material 202t may have a second temperature (also referred to as a second transition temperature) and / or a second pressure (also referred to as a second transition pressure) in which the latter changes into a gaseous state of aggregation.
  • the sacrificial material 202o may be a first
  • Transition temperature of less than about 500 ° C, e.g. less than about 400 ° C, e.g. less than about 300 ° C, e.g. less than about 200 ° C, e.g. less than about 100 ° C.
  • the transition temperature may be a function of the external pressure such that the phase space of a material has a plurality of temperature-pressure tuples at which a material transitions to the gaseous state (eg, sublimates or boils), ie, the pressure of the Transient pressure is and where the temperature is the transition temperature.
  • Each of the temperature-pressure tuples can be uniquely characterized by the transition pressure or transition temperature. For example, at a constant temperature, the pressure can be reduced, and when the transition pressure is exceeded, the material changes to the gaseous state. Alternatively or additionally, the temperature can be increased at a constant pressure, wherein the material passes into the gaseous state when the transition temperature is exceeded.
  • the first transition temperature may be less than the second transition temperature, eg, less than about 75% of the second transition temperature, eg, less than about 50% of the second transition temperature, eg, less than about 25% of the second transition temperature, eg, less than about 10%.
  • the second transition temperature eg, less than about 5% of the second transition temperature.
  • the second transitional pressure may be less than the first transitional pressure, eg, less than about 75% of the first transitional pressure, eg, less than about 50% of the first transitional pressure, eg, less than about 25% of the first transitional pressure, eg, less than about 10%. of the first
  • Transition pressure e.g. less than about 5% of the first transition pressure.
  • the process may include removing sacrificial material 202o
  • the irradiation 402 may be performed such that the layer 202 to be patterned is brought to or above the first transition temperature. In this way, a transfer 432 of the sacrificial material 202o into the gaseous state can take place.
  • the sacrificial material 202o may vaporize or sublime.
  • Main processing side 102t (also referred to as first main processing side 102t).
  • the pulsed irradiation 402 may take place from a main processing side 102b (also referred to as a second main processing side 102b) opposite the first main processing side 102t.
  • the irradiation of the second main processing side 102b may occur when the substrate 102 is transparent and also when the substrate 102 is opaque.
  • An opaque substrate 102 can serve as a radiation absorber, so that even a transparent sacrificial material 202o can be converted into the gaseous state of aggregation.
  • a transparent substrate may be needed to fabricate an opto-electronic device, such as a display.
  • the irradiation 402 may be pulsed.
  • the irradiation 402 may be performed using at least one pulsed irradiation source, e.g. at least one light source (e.g.
  • the irradiation 402 may be performed using at least one (eg pulsed or continuously operated) electron beam source, eg in the form of a line source, wherein the layer may be pulsed by the radiation.
  • the electron beam source may provide an explicitly tuned energy density.
  • the irradiation by means of the electron beam source can, for example, take place independently of the optical properties (eg of the opacity) of the sacrificial material or provide suitable irradiation (eg suitable penetration depth) irrespective of the optical properties (eg of the opacity) of the sacrificial material.
  • the pulsed irradiation 402 can take place with a pulse duration of up to 10 ms each.
  • the pulse duration of the pulsed radiation for irradiation 402 may be shorter than 1 ms, for example shorter than 0.1 ms or shorter than 100 s.
  • the pulsed radiation for irradiation may have a duration (pulse duration) in a range of about 10 s to about 10 ms, for example in a range of about 100 s to about 1 ms, for example in a range of about 200 s to about 500 s ,
  • generating the pulsed radiation for irradiation 402 may be at a repetition rate in a range between about 10 Hz and about 0.1 Hz.
  • the irradiation 402 may be continuous.
  • the irradiation 402 may be performed using at least one continuously operated irradiation source, e.g. at least one light source (for example at least one laser, at least one lamp, at least one light-emitting diode) or a plurality of light sources, wherein the layer can be exposed continuously by means of the radiation.
  • Continuous irradiation 402 may alternatively or additionally be done by means of a furnace. The furnace can be set up in a thermal equilibrium thermal radiation
  • the thermal radiation can be in thermal equilibrium with the matter at the place of its formation.
  • heating of the layer 202 to be patterned may be effected by induction.
  • an electrically conductive substrate 102 can be used, in which an electromagnetic alternating field is coupled.
  • the properties (eg the wavelength or the kinetic energy) of the radiation 402 on the chemical composition and the properties (eg the layer thickness 202d or the absorption properties) of the layer 202 to be structured can be adapted such that the layer 202 to be patterned by means of the irradiation 402 can be heated and the layer 202 to be structured can be at least partially structurally changed.
  • the pulsed radiation 402 may be monochromatic or the spectral distribution according to a specification (eg, one within a certain one)
  • Frequency range, or wavelength range, e.g. of the visible wavelength range can be adjusted by means of a suitable irradiation source.
  • the pulsed radiation 402 may be passed through a transparent substrate 102.
  • the radiation 402 may have a wavelength in a range of about 10 nm (nanometers) to about 10 mm (millimeters), e.g. in a range of about 100 nm to about 1 mm.
  • an absorption layer may be disposed between the substrate 102 and the layer 202 to be patterned.
  • the absorption layer can be a larger one
  • an absorption layer can optionally be arranged above the layer 202 to be structured. By means of the one or more absorption layers, improved radiation absorption can be achieved. If an opaque substrate 102 is used, an absorption layer between the layer 202 to be patterned and the substrate 102 can be dispensed with. Clearly, the absorption layer can be or can be provided by means of the opaque substrate 102.
  • 5A, 5B and 5C respectively illustrate a method for patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
  • the method in 500a, 500b for coating the substrate 102 may include forming a plurality of separate segments 204 having or forming the sacrificial material 202o. Between the plurality of separated segments 204, the substrate 102 may be exposed.
  • the separated segments 204 may form a mask 902 (also referred to as sacrificial mask 902) having a contiguous region 502o in which the mask 902 is open.
  • the mask 902 may be a contiguous (eg
  • the sacrificial material 202o may form a mask 902 over the substrate 102, the mask 902 having a continuous opening 204o, e.g. through which the target material 102t can pass or at least pass.
  • the method in 500c may include: placing the target material 202t over the substrate 102 and over the plurality of separated segments 204.
  • the plurality of separated segments 204 may be covered with the target material 202t.
  • FIG. 6A and 6B respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view in FIG. 600a (looking along a main processing side 102t of the substrate 102) and a plan view in FIG. 600b (looking toward the main processing side 102t of FIG Substrate 102).
  • the method in 600a, 600b may include placing a mask 502 over the substrate 102, e.g. between the substrate 102 and a solid particle emitting device 152.
  • the process may be carried out in a vacuum, i. at a pressure of less than 0.3 bar.
  • the vacuum can by means of a
  • the mask 502 may have a plurality of openings 502o, of which adjacent openings 502o of the plurality of separated openings 502o may have a distance 504d from each other.
  • Each opening of the several separated openings may have a plurality of openings 502o, of which adjacent openings 502o of the plurality of separated openings 502o may have a distance 504d from each other.
  • 7A and 7B respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view in 700a, 700b (looking along a main processing side 102t of the substrate 102).
  • the method in 700a, 700b may include emitting solid particles 104, eg, by means of the solid particle emission device 152, toward the substrate 102. At least a portion of the emitted solid particles 104 may pass through the plurality of solid particles 104 Pass through openings 502o.
  • the solid particles 104 may include or be formed from the target material 202t (also referred to as target material particulate 104t).
  • the method may include placing mask 502 a distance 502d from substrate 102.
  • the mask 502 in may include, for example, a metal in or formed from 700a.
  • mask 502 may be reused to coat additional substrate 102 (also referred to as replacement mask 502).
  • the mask 502 may be cleaned between coating a plurality of substrates 102.
  • the method may include placing the mask 902 in physical contact with the substrate 102.
  • the mask 902 in, for example, may include or be formed of the sacrificial material 202o at 700a (also referred to as sacrificial mask 902).
  • the target material 202t may have a larger particle density than the sacrificial material 202o.
  • the target material 202t may have a greater porosity than the sacrificial material 202o.
  • the target material 202t provided by the solid particles 104 may be porous. When the sacrificial material 202o is removed, the porous target material 202t of the layer 202 may be left behind.
  • the patterned layer 202 i.e., when the sacrificial material 202o has been removed
  • the target material 202t may be porous, i. Have cavities.
  • the layer 202 or the target material 202t may have a network of interconnected pores (cavities) so that it is gas-permeable.
  • the layer 202 or target material 202t may have a porosity in a range of about 10% to about 95%, e.g. in a range from about 25% to about 75%, e.g. greater than about 40%, e.g. greater than about 50%, e.g. greater than about 60%, e.g. greater than about 70%.
  • porous or porosity relative to a region or body may be understood as having the region or body comprising the matrix and the cavities. According to different embodiments, the term porous or porosity relative to a region or body (e.g., layer 202 or substrate 102) may be understood as having the region or body comprising the matrix and the cavities. According to different embodiments, the term porous or porosity relative to a region or body (e.g., layer 202 or substrate 102) may be understood as having the region or body comprising the matrix and the cavities. According to different
  • Embodiments may be understood as porosity a dimensionless measurand, which designates the ratio of void volume to total volume of the area or the body.
  • a mass density of the area or the body can increase with increasing porosity, vividly because the cavities are taken into account.
  • the term porous or porosity relative to a material can be understood as the material forming a solid matrix in which the cavities are arranged.
  • the material may be considered the proportion of the porous area be understood, which is present in a solid state of aggregation.
  • the porosity of the material may be understood to be a dimensionless measurand, which is the ratio of void volume to total volume (volume of material and volume of cavities) that the solid matrix spans.
  • the method in 800a may include generating and / or maintaining an electric field 802a between the substrate 102 and the mask 502.
  • the electric field 802a may be generated and / or obtained by interposing between the substrate 102 and the mask 502 electrical potential difference (ie, an electrical voltage) is generated and / or obtained, for example by means of the controller 108.
  • the mask 502 may comprise an electrically conductive material (eg
  • Coating or be formed therefrom. This can result in a more uniform electric field 802a.
  • the method in 800b may include: generating and / or maintaining an electric field 802b between the solid particle emission device 152 and the mask
  • the electric field 802b may be generated and / or obtained by generating and / or obtaining an electrical potential difference (i.e., an electrical voltage) between the solid particle emitter 152 and the mask 502, such as by the controller 108.
  • an electrical potential difference i.e., an electrical voltage
  • the electric field 802a, 802b may facilitate directing the solid particles 104 through the openings 502o of the mask.
  • a parasitic coating of the mask 502 can be reduced or prevented.
  • the second electric field 802b may be configured such that the solid particles 104 are collimated in the direction of the substrate 102, eg in the direction of the openings 502o of the mask.
  • the first electric field 802b can be set up in such a way that the solid particles 104 are collimated and / or remain in the direction of the substrate 102, for example from the direction of the openings 502o of the mask.
  • 9A and 9B respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view in Figs. 900a, 900b (viewed along a main processing side 102t of the substrate 102).
  • the method of coating the substrate 102 in 900a may include disposing an exchange mask 502 over the substrate 102, eg, between the substrate 102 and a solid particle emitter 152. Further, the method in 900a may include emitting solid particles 104o by means of the Solid particulate emission device 152 in the direction of the substrate 102. At least a portion of the emitted solid particles 104o can pass through a plurality of openings 502o of the exchange mask 502 therethrough.
  • the solid particles 104o may include or be formed from the sacrificial material 202o (also referred to as sacrificial material particulate 104o).
  • a plurality of mutually separated segments 204 may be formed, which have sacrificial material solid particles 104 o or are formed therefrom. Between the plurality of separated segments 204, the substrate 102 may be exposed.
  • the sacrificial mask 902 may be formed over the substrate 102, which may include or may be formed of a plurality of sacrificial material solid particles 104o.
  • the method of coating the substrate 102 in FIG. 900b may include emitting sacrificial material particulate 104o by the solid particulate emission device 152 toward the substrate 102.
  • the sacrificial particulate 104o in 900b may be illustratively larger than the sacrificial particulate 104o in 900a.
  • the sacrificial material particulate 104o may be or may be separated from each other at 900b, e.g. stochastically.
  • the emission of sacrificial material particulate 104o may be in 900b, less
  • Sacrificial material particles 104o to emit in the direction of the substrate 102, as would be necessary to fully occupy the substrate 102. This allows a particle density of
  • Sacrificial material particles 104o above the substrate 102 may be less than the reciprocal of three times the square of the mean particle diameter 204b of the sacrificial material particles 104o.
  • the triple square of the mean particle diameter 204b may illustratively represent approximately the area occupied by a solid particle 104 (more precisely, it corresponds to the product of Pi and the square of the mean particle diameter 204b).
  • the particle density of sacrificial material particles 104o above the substrate 102 can be clearly understood as a partial density (ie, as a partial density) - analogous to the partial pressure in a gas mixture.
  • the partial density of sacrificial particulate matter 104o over the substrate 102 (eg, total volume) may be less than about 75%, eg, less than about 50%, eg, less than about 25%.
  • the particle density with respect to solid particles 104 can be understood as a particle density of the sacrificial material particles 104o or a particle density of the target material particles 104.
  • the particle density can be increased the smaller the average particle diameter of the solid particles 104, ie that these solid particles
  • the particle density with respect to a surface, e.g. of a substrate 102 can be understood as areal density, i. as the ratio of the number of solid particles 104 to that of the
  • Solid particles 104 spanned portion of the surface, which occupy the solid particles 104.
  • the particle density with respect to a region, material or body can be understood as volume density, i. as the ratio of number of
  • Solid particles 104 to the proportion of the volume (the area, the material or the body) spanned by the solid particles 104, which occupy the solid particles 104.
  • a portion of the surface of the substrate 102 occupied by the sacrificial material particulate 104o e.g. none other than about 50%, e.g. less than about 25%, e.g. less than about 25%.
  • a plurality of mutually separated segments 204 may be formed, each segment 204 of which comprises or is formed from exactly one sacrificial particulate material 104o. Between the plurality of separated sacrificial particulate matter 104o, the substrate 102 may be exposed.
  • the victim mask 902 may include a plurality of sacrificial material separated from each other.
  • Have solid particles 104o which may be disposed above the substrate 102 or may be.
  • FIGS. 10A and 10B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
  • the method of coating the substrate 102 at 1000a, 1000b may include emitting solid particulate matter 104t, eg, by the solid particle emitter 152, toward the substrate 102, which may be coupled to the substrate 102
  • Sacrificial material 202o is coated.
  • the target material 202t may have a larger particle density than the sacrificial material 202o.
  • the target solid particles 104t may be smaller (i.e., have a smaller mean particle diameter) than the sacrificial solid 104o.
  • the target material 202t may have a greater porosity than the sacrificial material 202o.
  • the target material 202t may also be deposited over the sacrificial material solid particles 104o. Then, the plurality of separated sacrificial particulate matter 104o may be buried, e.g. covered by the target material 202t, e.g. covered by the target material solid particles 104t. For example, the sacrificial material particulate 104o may be embedded in the target material 202t.
  • the particle size 202p of the plurality of separated sacrificial particulate matter 104o may be greater than about 75% of the median thickness 202d of the layer 202 to be patterned and / or the target material 202t.
  • the target material 202t may accumulate primarily adjacent to the sacrificial material solid particles 104o. Then, the plurality of separated sacrificial material solid particles 104o may protrude from the layer 202 to be patterned.
  • the particle size 202p of the plurality of separated sacrificial material particles 104o may be equal to or greater than an average thickness 202d of the layer 202 to be structured (mean layer thickness 202d) and / or of the target material 202t.
  • the target solid particles 104t may be or may be disposed of a liquid phase over the substrate 102.
  • 11A and 11B respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
  • the method in 1100a may include
  • the irradiation 402 may be configured such that the sacrificial material solid particles 104o are brought to the transition temperature or more.
  • the sacrificial material solid particles 104o can evaporate and / or sublimate.
  • the pulsed irradiation 402 may be on both sides of the substrate.
  • the method in 1100b may include coating the substrate 102, over which the sacrificial material solid particles 104o are disposed, with a gaseous and / or liquid target material 1102.
  • the target material 202t may be formed by physical vapor deposition 1102, a chemical vapor deposition process
  • Chemical vapor deposition (CVD) 1102, atomic layer deposition (ALD) 1102, plasma spraying 1102, or liquid phase deposition 1102 may be disposed above the substrate 102, e.g. alternatively to the target material solid particles 104t.
  • sacrificial particulate matter 104o may be removed, e.g. after arranging the sacrificial material solid particles 104o as described above.
  • simultaneous removal i. simultaneously with disposing the sacrificial material particulate 104o
  • simultaneous removal may be provided by using the thermal input of the coating process used to dispose the target material 202t to remove the particulate sacrificial particulate 104o.
  • the coating process may include or be formed by electron beam coating or plasma spraying. This can be dispensed with 104o an additional step to remove the sacrificial material solids.
  • the sacrificial material 202o may be or may be processed in 1200a from a liquid phase 1602.
  • the liquid phase 1602 may include or be formed from the sacrificial material 202o, such as a liquid solvent.
  • the liquid phase 1602 may have the sacrificial material 202o of a precursor or the target material solid particles 104o.
  • Liquid phase 1602 may include or be formed from the sacrificial material 202o, e.g. the molten sacrificial material 202o.
  • the liquid phase 1602 may be or may be disposed over the substrate 102 by a printing process, e.g. by means of a liquid phase distributor 1202a, e.g. a printhead 1202a or a sprayer 1202a.
  • the target material 202t may be or may be processed in 1200b from a liquid phase 1602.
  • the liquid phase 1602 may include or be formed from the target material 202t and a liquid, e.g. a liquid solvent.
  • the liquid phase 1602 may have the sacrificial material 202o of a precursor or the target material solid particles 104o.
  • the liquid phase 1602 may include or be formed of the target material 202t in liquid, e.g. the melted
  • the liquid phase 1602 may be or may be disposed over the substrate 102 by a printing process, e.g. by means of a liquid phase distributor 1202a, e.g. a printhead 1202a or a sprayer 1202a.
  • a liquid phase distributor 1202a e.g. a printhead 1202a or a sprayer 1202a.
  • the sacrificial material particulate 104o may be or may be processed in 1200c from a liquid phase 1602.
  • the liquid phase 1602 may include or be formed of the sacrificial material particulate 104o and a liquid, e.g. a liquid solvent.
  • the liquid phase 1602 may have the target material 202t in the form of a precursor or the target material solid particles 104o (see 1200d).
  • the liquid phase 1602 may include or be formed of the target material 202t in liquid, e.g. the molten target material 202t.
  • the liquid phase 1602 can by means of a
  • Printing process can be placed over the substrate 102, e.g. by means of a
  • Liquid phase distributor 1202a e.g. a printhead 1202a or a sprayer 1202a.
  • the target solid particles 104t and the sacrificial solid particles 104o may or may be processed from a common liquid phase 1602.
  • the liquid phase 1602 may include or be formed of the sacrificial material solid particles 104o, the target material solid particles 104t, and a liquid, eg, a liquid solvent.
  • the liquid phase 1602 may be disposed over the substrate 102 by means of a printing process, for example by means of a liquid phase distributor 1202a, eg a printhead 1202a or a sprayer 1202a.
  • layer 202 may have a larger particle density of target solid particles 104t than sacrificial solid particles 104o.
  • the target material 202t may have a larger particle density than the sacrificial material 202o.
  • 1200a, 1200b, 1200c, 1200d may include a suitable liquid phase deposition 1202a, for example a spray coating (also referred to as spray coating), a curtain coating (also referred to as curtain coating) and / or a slot die coating (also referred to as a slot coating). Die-coating), eg using an optional replacement mask 502.
  • 13A and 13B respectively illustrate a coating arrangement 1300a, 1300b in a method according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view (viewed along a main processing side 102t of the substrate 102).
  • the coating of the substrate 102 may be done in a vacuum, e.g. in a coating arrangement 1300a, 1300b.
  • the coating assembly 1300a, 1300b may include a vacuum chamber housing 802 in which a vacuum may be created and / or obtained.
  • the vacuum chamber housing 802 can be, for example, airtight, dustproof and / or vacuum-tight set up or become.
  • the vacuum chamber housing 802 may include one or more vacuum chambers.
  • the or each vacuum chamber may provide one or more vacuum areas 306b, 308b.
  • the vacuum chambers of vacuum chamber housing 802 may optionally be at least partially gas-separated from one another.
  • the vacuum chamber housing 802 may be coupled to a pump system 804 (including at least one high vacuum pump).
  • the pump system 804 may be configured to extract a gas (eg, the process gas) from the vacuum chamber housing 802 such that within the vacuum chamber housing 802 there is a vacuum (ie, a pressure less than 0.3 bar) and / or a pressure in a range of approximately one mbar to about 10- 3 mbar (in other words, a fine vacuum) and / or a pressure in a range from about 10- 3 mbar to about 10 -7 mbar (in other words, high vacuum) or a pressure less than the high vacuum, for example less than can be provided about 10- 7 mbar (in other words ultra-high vacuum) or.
  • a vacuum ie, a pressure less than 0.3 bar
  • a pressure in a range of approximately one mbar to about 10- 3 mbar in other words, a fine vacuum
  • the coating assembly 1300a, 1300b may include a gas supply 1716.
  • the gas supply 1716 By means of the gas supply 1716, the vacuum chamber housing 802 a process gas are supplied to form a process atmosphere in the
  • the process gas may e.g. have or be formed from an inert gas.
  • the process gas may comprise or be formed from nitrogen, hydrogen, argon and / or carbon.
  • the process pressure can be formed from a balance of process gas, which is supplied by means of the gas supply 1716 and withdrawn by means of the pump system 804.
  • vacuum chamber housing 802 may be configured such that the
  • Vacuum conditions (the process conditions) within the vacuum chamber housing 802 (e.g., process pressure, process temperature, chemical process gas composition, etc.) may be set or regulated (e.g., locally), e.g. during coating, e.g.
  • at least one vacuum region 306b, 308b e.g. a plurality of vacuum areas 306b, 308b having different from each other
  • Vacuum conditions be provided or be.
  • the controller 108 may be configured to control and / or regulate an optional substrate temperature control device 1124 (eg, including a heater and / or a cooling device) such that a process temperature (eg, of the substrate 102 and / or the process gas), for example during processing (eg during coating), controlled and / or regulated.
  • the controller 108 may be configured to control and / or regulate electrical power supplied to the substrate temperature control device 1124 and / or thermal power dissipated therefrom.
  • the controller 108 may be configured to control and / or regulate the gas supply 1716 and / or the pump system 804, such that a
  • Process pressure and / or a process gas composition can be controlled and / or regulated.
  • the controller 108 may be for controlling and / or regulating a
  • Standard volume flow to be adjusted to process gas which is supplied by means of the gas supply 1716 and / or extracted by means of the pump system 804.
  • At least one vacuum region 306b eg a first vacuum region 306b, may be arranged.
  • a solid particle emitting device 152 may be arranged to emit solid particles 104 (eg, the sacrificial material particulate 104o and / or the target particulate matter 104t) into the particulate matter first vacuum area 306b inside.
  • the solid particle emission can occur in a vacuum.
  • the first vacuum region 306b may be a coating region 306b.
  • At least one additional vacuum region 308b e.g. a second
  • Vacuum area 308b may be arranged.
  • a thermal structuring device 308 may be arranged in the vacuum chamber housing 802 (eg in the second vacuum chamber) for structuring the coating 202 to be structured (also referred to as layer 202 to be structured) of the substrate 102.
  • the thermal structuring device 308 may be used to provide Radiation, eg be arranged by pulsed radiation (also referred to as radiation pulses).
  • the second vacuum region 308b may be a patterning region 308b.
  • the thermal structuring device 308 may include at least one
  • Irradiation device for example, a light source (e.g., a laser, a lamp, a flash lamp, or an X-ray source), a heat radiation source, or a particle source (e.g., an electron source or a proton source).
  • the at least one irradiation device may be a pulsed or a continuously operated irradiation device.
  • pulsed or continuous radiation 402 for example electromagnetic radiation, such as light
  • Heat radiation and / or particle radiation are generated, for example, a continuous electron beam 402 by means of a
  • Electron beam gun e.g., by a line source
  • a pulsed flash of light 402 by means of a flashlamp e.g., a gas discharge lamp or a light emitting diode
  • thermal patterning device 308 may include or be formed from one or more flash lamps.
  • the or each flashlamp may comprise a gas discharge lamp which is pulsed, e.g. by means of the controller 108.
  • a current pulse may be discharged through the gas discharge lamp.
  • rapid thermal processing annealing of the layer 202 to be patterned can be carried out (for example rapid thermal processing - RTA, for example by means of a flash lamp).
  • the controller 108 may be configured to control and / or regulate the solid particle emission device 152 and / or the thermal patterning device 308, eg by controlling a quantity of material and / or thermal energy (eg Radiation energy) controls and / or regulate which is emitted per time in the direction 105 of the substrate 102.
  • a quantity of material and / or thermal energy eg Radiation energy
  • the coating arrangement 1300a may include an unwinding roll 502a for unwinding a substrate 102, such that the substrate 102 is introduced into the at least one vacuum region 306b, 308b. Furthermore, the coating arrangement 1300a may comprise a take-up roll 502b for winding up the substrate 102, which comprises the at least one
  • Vacuum range 306b, 308b is brought out.
  • the substrate 102 may be processed from roll-to-roll.
  • the coating assembly 1300a may include a plurality of transport rollers 508 defining a transport path along which the substrate 102 (e.g., a belt-shaped substrate) is transported between the unwind roll 502a and the take-up roll 502b through the at least one vacuum region 306b, 308b, e.g. in a transport direction 102s.
  • the substrate 102 e.g., a belt-shaped substrate
  • the coating assembly 1300b may include a plurality of transport rollers 508 configured to transport a plate-shaped substrate 102 in the transport direction 102s.
  • the plate-shaped substrate 102 may, e.g. on the transport rollers 508 resting and / or inserted into a substrate carrier transported.
  • the coating assembly 1300a, 1300b may include a drive system 518 which is coupled to at least a portion of the plurality of transport rollers 508, and optionally to the unwind roll 502a and take-up roll 502b, 518k.
  • the drive system 518 may be coupled to the rollers 508, 502a, 502b by means of chains 518k, belts 518k or gears 518k.
  • the transport rollers 508 and the drive system 518 may be part of the
  • Positioning device be.
  • the controller 108 may be configured to control 518k and / or regulate 518k the drive system 518, e.g. for controlling 518k and / or regulating 518k a transport speed and / or position of the substrate 102 during coating and / or irradiation, e.g. based on a coating progress and / or a structuring progress.
  • the coating assembly 1300a, 1300b may optionally include at least one substrate pretreatment device 310 (i.e., one or more
  • Substrate pretreatment devices 310 may be configured to chemically attach the substrate 102 for example, to chemically activate its surface, to clean the substrate 102, and / or to etch the substrate 102.
  • the at least one substrate pretreatment device 310 may include a
  • the at least one substrate pretreatment device 310 may comprise or be formed from at least one sputter etching source, at least one plasma source, at least one glow device and / or at least one etching gas source.
  • pretreating the substrate 102 may include sputter etching the substrate 102; ion etching and / or smoldering.
  • a water film can be removed from the substrate 102.
  • a number of open chemical bonds of the substrate 102 also referred to as chemical activation
  • a substrate aftertreatment device 310 may be used to post-treat the substrate 102 comprising the patterned coating 202 (also referred to as patterned layer 202), e.g. similar to the pretreatment.
  • the substrate 102 having the opened layer 202 may be selectively heated (e.g., annealed) and / or etched.
  • the mask 502 may be stored (if used) by means of the positioning device.
  • the positioning device may be configured to move the mask in the coating area 306b.
  • the controller 108 may be configured to transport the mask 502 and the substrate 102 at a same speed and / or in the same direction 102s.
  • 14A illustrates an energy store 1400a in a method according to various embodiments in a schematic side view or a schematic one
  • Energy storage 1400a may include, according to various embodiments, a first electrode 1012 having a first chemical potential.
  • the first electrode 1012 may include a sheet-like substrate 102 (eg, including or formed from copper).
  • the sheet-like substrate 102 may include or be formed from a film and / or a plate be.
  • the film may, for example, have a thickness of less than about 100 ⁇ m, for example less than about 50 ⁇ m
  • the first electrode 1012 may comprise an active material 1012a, which is arranged above the planar substrate 102.
  • the active material 1012a of the first electrode 1012 (also referred to as the first active material 1012a) may provide the first chemical potential of the first electrode 1012.
  • the first active material 1012a may, for example, comprise or be formed from lithium iron phosphate (LFPO) (for example in a lithium iron phosphate energy storage 1400a), lithium manganese oxide (LMO) or be formed therefrom (eg in one) Lithium-manganese-oxide energy storage 1400a) or lithium titanate (LTO) (eg when the first electrode 1012 is an anode) or formed therefrom (eg in a lithium titanate energy storage 1400a), lithium nickel cobalt Manganese oxide (LNCM) or be formed from it, have lithium-nickel-cobalt-aluminum oxide (LNCA) or be formed from or have lithium cobalt oxide (LiCoO) or be formed therefrom (eg in a lithium cobalt - oxide energy storage 1400a).
  • the active material 1012a may also be referred to as lithium compound active material 1012a.
  • the first active material 1012a may optionally be provided by a first patterned layer 202 according to various embodiments. Alternatively or additionally, the first active material 1012a may or may not be provided in the form of solid particles 104.
  • the energy store 1400a may have a second electrode 1022, which has a second chemical potential. Between the first electrode 1012 and the second electrode 1022, an electric voltage may be formed, e.g. when the energy storage 1400a is or becomes charged, which approximately corresponds to the difference between the first chemical potential and the second chemical potential.
  • the energy storage 1400a may be encapsulated by an encapsulation 1030 surrounding the first electrode 1012 and the second electrode 1022.
  • the second electrode 1022 and the first electrode 1022 may be or may be encapsulated together.
  • a pair of second electrode 1022 and first electrode 1022 may also be referred to as an energy storage cell.
  • the energy storage 1400a may include a plurality of energy storage cells.
  • the substrate 102 may illustratively comprise or be formed from a sheet-like carrier 102 for the current collector, for picking up the electrical charges by means of the Current collector, which takes place through an ion exchange between the first electrode 1012 of the first electrode 1022 and the second electrode 1022, for example, when the energy storage 1400a discharges.
  • the ions that move between the first electrode 1012 and the second electrode 1022 (ion exchange) may cause a conversion of stored chemical energy (eg, when the energy storage 1400a is charged) into electrical energy, where the electrical energy applies an electrical voltage to the Contacts 1012k, 1022k (see Fig. 5B).
  • encapsulation 1030 may include or be formed from a polymer.
  • encapsulant 1030 may include a metallization and / or a contact 1012k, 1022k.
  • FIG. 14B illustrates an energy storage device 1400b according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view (viewed along a main processing side 102t of the substrate 102).
  • the second electrode 1022 may be or may be configured analogous to the first electrode 1012, as described in more detail below.
  • the second electrode 1022 may comprise a sheet-like substrate 102 (e.g., comprising copper or formed therefrom), e.g. a foil similar to the foil of the first electrode 1012.
  • the second electrode 1022 may include a second active material 1022 a disposed on the sheet-like substrate 102 of the second electrode 1022, the second active material 1022 a providing the second chemical potential of the second electrode 1022.
  • the second active material 1022a may optionally be provided by a second patterned layer 202 according to various embodiments. Alternatively or additionally, the second active material 1022a may or may be provided in the form of solid particles 104.
  • the second active material 1022a of the second electrode 1022 may be different from the first active material 1012a of the first electrode 1012.
  • the second active material 1022a may include or be formed from graphite (or carbon in another carbon configuration), nanocrystalline and / or amorphous silicon, or lithium titanate or lithium titanium oxide (LTO, eg, TI5O12) or be formed from or have tin dioxide (SnC) or be formed therefrom.
  • LTO lithium titanate or lithium titanium oxide
  • SnC tin dioxide
  • the energy store 1100 may have a first contact 1012k which contacts the first electrode 1012 and, for example, with the first structured layer 202 electrically conductive connected is.
  • the first contact 1012k may have an exposed surface.
  • the energy store 1100 may have a second contact 1022k, which contacts the second electrode 1022 and is, for example, electrically conductively connected to a second structured layer 202.
  • the second contact 1022k may have an exposed surface.
  • An electrical voltage can form between the first contact 1012k and the second contact 1022k, for example when the energy store 1100 is charged, which corresponds approximately to the difference between the first chemical potential and the second chemical potential.
  • the energy storage 1100 may include a separator 1040.
  • the separator 1040 may spatially and electrically separate the first electrode 1012 and the second electrode 1022, in other words, the negative and positive electrodes (i.e., cathode and anode).
  • the separator 1040 may be transparent to ions moving between the first electrode 1012 and the second electrode 1022.
  • the ions that move between the first electrode 1012 and the second electrode 1022 may cause a conversion of stored chemical energy (eg, when the energy storage 1100 is charged) into electrical energy, where the electrical energy is an electrical voltage at the contacts 1012k, 1022k provides.
  • the separator 1040 may include or be formed from a microporous plastic and / or the separator 1040 may include or be formed from a fiberglass or polyethylene nonwoven web. According to various embodiments, the separator 1040 may be provided in the form of the solid particles 104 or as a dense solid electrolyte layer.
  • the separator 1040 may be provided by means of the structured layer 202
  • FIGS. 15A and 15B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
  • FIG. 1500b A cross-sectional view in FIG. 1500b (looking along a main processing side 102t, 102b of the substrate 102) and a plan view in FIG. 1500a (looking at the main processing side 102t of the substrate 102).
  • the method in 1500a may include opening the layer 202 to be patterned in the plurality of regions 204o by removing the sacrificial material 202o.
  • the opened layer 202 also referred to as patterned layer 202
  • the target material 202t may include or be formed from a metal.
  • the patterned layer 202 may include a plurality of lands 202s (eg, metal lines 202s) that may include or be formed from the target material 202t.
  • a first group may extend along a first direction 101 and a second group along a second direction 103 (eg, transverse thereto).
  • the first group and the second group can vividly cross each other.
  • the plurality of lands 202s may form a net (eg, a metal net).
  • the spacing 204d of adjacent openings 204o from one another may define the land width 204d.
  • the extent 204b of the openings 204o may be greater than that of the lands 202s (i.e., as the land width 204d), e.g. more than ten times larger.
  • the extent 204b of the openings 204o may range from about 0.1 mm to about 1 mm.
  • Land width 204d may be less than about 100 ⁇ , e.g. in a range from about 1 ⁇ to about 100 ⁇ , e.g. in a range of about 3 ⁇ to about 10 ⁇
  • the plurality of openings 204o may occupy more than 80% of the area of the substrate 102. This achieves the highest possible transparency of the structured layer 202, e.g. greater than about 80%, e.g. more than about 90%, e.g. more than about 95%.
  • patterning layer 202 may include opening more than 80% of layer 202 to be patterned, e.g. greater than about 80%, e.g. more than about 90%, e.g. more than about 95%.
  • the patterned layer 202 may have a thickness less than about 80 nm, e.g. less than about 40 nm, e.g. less than about 20 nm, e.g.
  • the method in 1500b may include: forming a capacitive area sensor by means of the target material 202t, i. by means of the structured layer 202 (after opening).
  • the capacitive area sensor may include the patterned layer 202 having a plurality of lands 202s.
  • the patterned layer 202 may be or may be applied to a sheet substrate 102.
  • the sheet-like substrate 102 may comprise, for example, a polymer film which may optionally be laminated to a glass substrate.
  • the patterned layer (s) 202 may each provide a sensor layer 202.
  • An AC voltage applied to the corners of the patterned layer 202 can produce a constant, uniform electric field.
  • the resulting electrical currents from the corners may be in direct proportion to the position of the penetrating body.
  • the capacitive area sensor may include a controller 1702s (eg, a processor) that detects the resulting currents and provides information that represents the location.
  • the method in 1500b may further include: forming a metallization that electrically contacts the target material 202t.
  • the metallization may include one or more electrical leads electrically connecting the controllers 1702s to the plurality of lands, e.g. in at least the four corners.
  • the capacitive area sensor may for example be part of or form part of a touch-sensitive input device (also referred to as a touch-sensitive input device).
  • the capacitive surface sensor may be designed as an indicating surface sensor or be.
  • the capacitive area sensor may include an optional optoelectronic device 1702, e.g. a display 1702, e.g. a screen.
  • the display 1702 may include a plurality of pixels that may be or may be driven by a graphics driver of the display 1702.
  • the graphics driver may be implemented in the controller 1702s.
  • the substrate 102 may be coated on both sides with a patterned layer 202, e.g. from two opposite sides 102t, 102b.
  • FIGS. 16A and 16B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
  • the method in FIG. 1600a may include forming a
  • Liquid phase 1602 (eg, a dispersion 1602), which has the solid particles 104t, 104o, eg the sacrificial material solid particles 104o and / or the target material solid particles 104t.
  • the liquid phase 1602 can be understood as a heterogeneous mixture (dispersion) of suspended solid particles (the solid particles 104t, 104o) in a liquid.
  • the liquid may be a carrier liquid into which the solid particles 104t, 104o are added.
  • the liquid may be, for example, an organic solvent (eg, ethanol and ethyl acetate or others Carboxylic acid ester), water and / or a binder (eg, a resin) or be formed therefrom.
  • a particle container 106 may be used in which the solid particles 104t, 104o may or may be disposed, e.g. the sacrificial material solid particles 104o and / or the target material solid particles 104t.
  • Particle container 106 may be, for example, a printer tank, e.g. when the liquid phase 1602 is printed.
  • the particle container 106 may be a metering container, e.g. when the liquid phase 1602 is applied by means of a spin coating.
  • a first liquid phase 1602 may be formed having more sacrificial material particulate 104o than target particulate matter 104t, e.g. only the sacrificial material solid particles 104o.
  • a second liquid phase 1602 may be formed which has fewer sacrificial material particulate 104o than target particulate solids 104t, e.g. only the target material solid particles 104t.
  • the method in 1600b may include: coating the substrate 102 using the liquid phase 1602.
  • the coating of the substrate 102 may include placing the liquid phase 1602 over the substrate 102, e.g. by means of a liquid phase distributor 1202a (cf. Fig. 12A, Fig.12B, Fig.12C and Fig.12D) or by means of a metering device.
  • Forming the liquid phase layer 202 to be patterned 1602 may include
  • Solvent from the layer 202 to be structured to bring out also referred to as dry
  • the remaining solid particles 104t, 104o form a solid layer 202.
  • the first liquid phase 1602 may be dried before the substrate 102 is coated by the second liquid phase 1602.
  • the substrate 102 may be coated by means of a liquid phase 1602 comprising the sacrificial material solid particles 104o and the target material solid particles 104t.
  • a suitable liquid phase deposition 1202a such as spray coating, curtain coating, and / or a slot die coating, may be used.
  • 17A and 17B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
  • the method in 1700a may include: Co-depositing solid particles 104t (also referred to simply as particles) of a first type (e.g.
  • Nanoparticles with solid particles 104o of a second type (e.g., microparticles), i. together (at the same time).
  • the solid particles 104t of the first type may include or may be formed from the target material 202t.
  • the second-type solid particles 104o may include or be formed from the sacrificial material 202o.
  • the solid particles 104t of the first type may have a smaller average size than the solid particles 104o of the second type (also referred to as sacrificial material solid particles 104o).
  • the solid particles 104t of the first type may have a larger particle density in the
  • structuring layer 202 as the solid particles 104o of the second type.
  • the target material 202t may be formed of a precursor or a gaseous material, e.g. a target material 202t having few or no pores, i. a clearly massive target material 202t.
  • the solid particles 104t of the first type may be deposited by means of a solid particle emission.
  • physical vapor deposition e.g., thermal evaporation
  • the target material 202t e.g., when it is to be solid
  • an adhesion promoter material can be deposited.
  • a gaseous coating material may or may not be provided.
  • the physical vapor deposition may include or be formed by thermal evaporation or sputtering.
  • PVD physical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • the adhesion promoting material may improve adhesion of the solid particles 104t of the first type (ie, the target solid particles 104t) to each other and / or to the substrate 102. Alternatively or additionally, the adhesion promoting material may be liable to
  • solid particles 104o of the second type i.e., the sacrificial material solid particles 104o
  • an electrically conductive material may be evaporated, e.g. a metal or carbon.
  • the electrically conductive material can improve an electrical conductivity of the layer 202 to be structured.
  • the electrically conductive material may be deposited to the target material solid particles 104t.
  • the layer 202 to be structured may be provided by means of a solid particle emission (also referred to as particle emission process) plus an optional thermal
  • Evaporation be formed. For example, this can increase mechanical and / or chemical strengths, electrical conductivity and / or ionic conductivities.
  • the substrate 102 may comprise or be formed from a foil, e.g. a glass sheet, a metal foil and / or a polymeric film, e.g. a laminate of a plurality of films, at least one of which may include or may be formed from a metal and another may comprise or may be comprised of a polymer; or of which at least one film may comprise or may be formed from a glass and another film may comprise or be formed from a polymer.
  • a foil e.g. a glass sheet, a metal foil and / or a polymeric film, e.g. a laminate of a plurality of films, at least one of which may include or may be formed from a metal and another may comprise or may be comprised of a polymer; or of which at least one film may comprise or may be formed from a glass and another film may comprise or be formed from a polymer.
  • the method in 1700b may include: transferring the sacrificial material 202o into a gaseous aggregate state.
  • the conversion into the gaseous state of aggregation can also be referred to as volatilization.
  • Rapid Thermal Process can be a selective volatilization
  • the target material solid particles 104t may include or be formed from an active material.
  • the sacrificial material particulate 104o may include or be formed from an inorganic and / or organic material (eg, inorganic or organic microparticles). in the Compared to the active material (in the form of smaller solid particles 104t, eg nanoparticles), the sacrificial material 202o may be low melting and have a high vapor pressure.
  • the method in 1700b may include:
  • a portion of the target material 202t e.g., an active material.
  • vacancies 204o remain behind.
  • High specific surface areas can be the result.
  • recrystallization and / or at least partial melting of the target material 202t may also be effected.
  • Recrystallization and / or at least partial melting increase the efficiency of the energy storage (e.g., a battery).
  • a suitable chemical composition may be used, e.g. LMC (Lithium Manganese Cobalt Oxide), NMC (Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide), LFP (Lithium Iron Phosphate), LiS (Lithium Sulfur), Silicon or Silicon Composites, Graphite, Lithium, or LTO (Lithium titanate).
  • sacrificial material 202o or sacrificial material particulate 104o may include or be formed from a polymer, a monomer, PTFE, carbon in a carbon modification (e.g., in the form of graphite), a metal (such as lithium).
  • Liquid phase deposition can be used to coat the substrate 102, e.g.
  • the target material 202t in the form of nanoparticles by means of a nanosuspension solution and / or a
  • Nanodispersions may be arranged on the substrate 102 or be.
  • the sacrificial material 202o in the form of microparticles by means of a
  • Microsuspension solution and / or microdispersion solution may be arranged on the substrate 102 or.
  • the substrate 102 may comprise or be formed from a transparent material or comprise or be formed from an opaque material (i.e., an optically dense substrate 102).
  • the substrate 102 may include glass, metal (such as stainless steel, aluminum, copper) and / or a polymer (such as polyethylene and / or Polyethylene terephthalate) and / or mica (eg, having phyllosilicate or formed therefrom) or be formed therefrom.
  • metal such as stainless steel, aluminum, copper
  • a polymer such as polyethylene and / or Polyethylene terephthalate
  • mica eg, having phyllosilicate or formed therefrom
  • FIGS. 18A and 18B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or FIG
  • the method in 1800a may include:
  • the short-time annealing 402 may be one-sided (e.g., from the first main processing side 102t or from the second main processing side 102b). Alternatively, short term annealing 402 may be performed on both sides (e.g., from the first
  • the method in 1800a may include generating a particle stream 1802 (i.e., a stream 1802 of solid particles 104).
  • the particle stream 1802 may include or be formed from the sacrificial material particulate 104o and / or the particulate solid particulate 104t.
  • the solid particles 104 of the particle stream 1802 may have a direction of movement 105 towards the substrate 102 (i.e., in the coating direction 105).
  • the particle stream 1802 may be directed to the substrate 102.
  • a mask 502 also referred to as a shadow mask 502 or replacement mask 502
  • the particle stream 1802 may or may not be directed to the shadow mask 502.
  • a collective particle emission can be effected by means of a solid particle emission, with the emitted solid particles 104 flowing in the direction of the substrate 102.
  • the emitted solid particles 104 may have an electrostatic charge, i. from a reference potential, e.g. electrical mass, distinguish).
  • the emitted solid particles 104 may have an electrically negative charge (with respect to the reference potential).
  • the electrical charge of the solid particles 104 can be used to influence their movement in the direction 105 substrate 102.
  • the electrical charge of the solid particles 104 may be used to preferentially conduct (eg, deflect) the solid particles 104 through the openings 502o (eg, slots 502o) of the mask 502 by attaching the mask 502 (eg, an electrically conductive mask 502) to electrically negative potential is applied.
  • the electric potential of the mask 502 may be more negative than the electric potential of the solid particles 104.
  • Figure 19 illustrates a mask 502, 902 for patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view (e.g., across a particle stream), e.g. the sacrificial mask 902 and / or the replacement mask 502.
  • the mask 502, 902 may have a plurality of elongated openings 502o.
  • the openings 502o may extend along a direction 1901.
  • the direction 1901 may be oriented transversely to a transport direction 102s of the substrate 102. Then, the substrate 102 and the mask 502, 902 may be set in a fixed position (orientation and / or orientation) relative to each other.
  • the substrate 102 e.g., a belt-shaped substrate 102 may be sequentially coated.
  • the substrate 102 can be arranged in several ways. If the replacement mask 502 is arranged stationary, the substrate 102 can be arranged in several ways.
  • successively following steps are coated, wherein in successive steps each adjacent regions of the substrate 102 are coated.
  • the substrate 102 may or may not be stationary. Between the successive steps, the substrate 102 can be further transported by one area. When the substrate 102 is moved, coating may or may not be stopped.
  • the replacement mask 502 may be the same size as the substrate 102 or larger.
  • individual (e.g., plate-shaped) substrates 102 may or may be sequentially coated.
  • the replacement mask 502 may be moved equal to the substrate 102.
  • the direction 1901 may be along a
  • Transport direction 102s of the substrate 102 may be aligned or be, for. a ribbon-shaped substrate 102 or a plate-shaped substrate 102. Then, the substrate 102 relative to the
  • FIGS. 20A and 20B each illustrate a method for patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
  • the sacrificial material 202o in 2000a may be or may be disposed of a liquid phase 1602 over the substrate 102, eg, in a plurality of separated segments 204, such as islands, honeycombs, or lands.
  • the target material 202t may or may be disposed over the substrate 102, eg over the target material 202t and between the segments 204.
  • the sacrificial material 202o may be arranged by means of a printing process (also referred to as additive lithography, or printing).
  • a printing process also referred to as additive lithography, or printing.
  • a large-area microstructure or nanostructure may be formed which may include or be formed from the sacrificial material 202o.
  • the e.g., organic or inorganic
  • Sacrificial material 202o be set up as described above.
  • the sacrificial material 202o may or may not be arranged in a honeycomb or other geometric pattern.
  • a microstructure or nanostructure may be or may be formed which may include or be formed from the sacrificial material 202o to be subtracted (to be evaporated). After coating the micro or nanostructure with the
  • Target material 202t and subtracting the sacrificial material 202o, the corresponding remainder of the target material 202t may remain adjacent to the segments 204 (also referred to as
  • the method may further include in 2000b:
  • the layer 202 to be structured can be opened in the regions 402 in which the sacrificial material 202o was arranged.
  • the layer 202 to be patterned can be patterned by opening 204o in the
  • FIG. 21, FIG. 21B and FIG. 21C respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view (viewed along a main processing side 102t of the substrate 102).
  • the method in 2100a may include: patterning a first layer 202 (eg, as described above); and patterning a second layer 212 (after the first layer 202), wherein the first layer 202 is disposed between the substrate 102 and the second layer 212.
  • the first layer 202 may include or be formed from a first target material 202t.
  • the first layer 202 may be patterned by selectively using a first sacrificial mask 902 (ie, a first sacrificial material 202o) or by using a first exchange mask 502, as described above.
  • the first sacrificial mask 902 (or the first sacrificial material 202o) and / or the first target material 202t may optionally be provided in the form of solid particles 104.
  • the second layer 202 may include or be formed from a second target material 212t.
  • the second layer 212 may be patterned by selectively using a second sacrificial mask 902 (i.e., a second sacrificial material 202o), a second exchange mask 502, or the first replacement mask 502, as described above.
  • the second sacrificial mask 902 (or the second sacrificial material 212o) and / or the second target material 212t may optionally be in the form of
  • Solid particles 104 may or may not be provided.
  • a filler 2102 (e.g., including or formed from the second target material 212t) may or may not be disposed in the openings 204o of the first layer 202, e.g. in an optional first coating step.
  • the first sacrificial material 202o may be replaced with the filler 2102 (e.g., the second target material 212t).
  • Openings 204o of the first layer 202 are at least partially (partially or completely) filled with the filling material 2102 (e.g., the second target material 212t).
  • the filler 2102 may include or be formed from another material, e.g. a metal or a holding metal.
  • the second target material 212t may be disposed over the first layer 202, e.g. the first target material 202t at least partially covering.
  • a second sacrificial mask 902 When a second sacrificial mask 902 is used to pattern the second layer 212, it may or may not be formed after the placement of the fill material 2102. When an exchange mask 502 is used to pattern the second layer 212, it may or may not be disposed after placing the fill material 2102 between the substrate 102 and the solid particle emission device 152.
  • the second sacrificial mask 902 may or may be disposed over the filler 2102, e.g. over the first target material 202t.
  • the second sacrificial mask 902 may be spaced from the first target material 202t, e.g. by means of the filling material 2102 or by means of the second
  • Target material 212t In other words, between the second sacrificial mask 902 and the first target material 202t, the filler material 2102 or the second target material 212t may or may not be arranged.
  • the method in 2100b may include: coating the second layer 212 with a third layer 222.
  • the third layer 222 may optionally be patterned as described above, e.g. by means of a sacrificial mask 902 and / or by means of an exchange mask 502.
  • the structured second layer 212 may include a plurality of second openings 214o.
  • the method in 2100c may include forming a layer stack having multiple (e.g., two, three, or more) layers, each layer being patterned by a method according to various embodiments.
  • the first structured layer 202 or its first target material 202t may have greater electrical conductivity than the second structured layer 212 and / or as the third structured layer 222.
  • a first structured layer 202 may comprise an electrically conductive first target material 202t or be formed from it, eg a metal or carbon in a carbon modification (e.g., carbon black or graphite).
  • the first target material 202t may comprise or be formed from an electrically active material.
  • a second patterned layer 212 may be an ion-storing second
  • Target material 212t or formed therefrom e.g. an active material (e.g., a cathode active material) such as NMC, LCO (lithium cobalt oxide) and / or LFP.
  • an active material e.g., a cathode active material
  • NMC lithium cobalt oxide
  • LFP lithium cobalt oxide
  • the second target material 212t may comprise or be formed from a capacitively active material.
  • the second patterned layer 212 may include or be formed from an anode active material, e.g. Comprising or formed from silicon, e.g. in the form of silicon particles 104t.
  • anode active material e.g. Comprising or formed from silicon, e.g. in the form of silicon particles 104t.
  • a third patterned layer 222 may include or be formed from an ion-conducting third target material 222t, e.g. a solid electrolyte such as
  • the target materials 202t, 212t, 222t may differ from each other in at least their chemical composition, chemical Reactivity, their worth conductivity, their electrical conductivity, their thickness and / or their roughness.
  • the substrate 102 may optionally include or be formed of an energy storage electrode, e.g. its current collector (also called current collector).
  • an energy storage electrode e.g. its current collector (also called current collector).
  • the first patterned layer 202 may better electrically couple the second target material 222t (e.g., the active material) to the substrate 102 (e.g., a current collector) than a conventional smooth layer.
  • FIGS. 22 and 22B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or a cross-sectional view (as viewed along a main processing side 102t of the substrate 102).
  • the substrate 102 at 2200a may include or be formed from a circuit board 2112.
  • the layer 202 to be structured may include or be formed from a metallization.
  • the layer 202 may include a plurality of traces 2104.
  • the plurality of tracks 2104 may electrically conductively connect at least two contact areas 2104a, 2104b, 2104c of the circuit board 2112.
  • the circuit board 2112 may include or may be formed from a printed circuit board 2112.
  • the printed circuit board 2112 may comprise or be formed from an electrically insulating material in or on which the electrically conductive connections 2104 (printed conductors 2104) may or may be formed.
  • the electrically insulating material may optionally comprise a fiber reinforced plastic or a kraft paper.
  • the plurality of interconnects 2104 may comprise or be formed from copper, eg, at a distance of 35 ⁇ m or less from each other.
  • At least one contact region 2104a, 2104b, 2104c of the printed circuit board 2112 may be arranged to receive at least one electronic component, eg a chip.
  • the at least one component can be soldered to the at least one contact region 2104a, 2104b, 2104c by means of soldering surfaces (contact pads) or by means of soldering pads.
  • the substrate 102 at 2200b may include or be formed from an electrode 2212 of a capacitor.
  • the layer 202 to be patterned may provide functionalization of the substrate 102.
  • the substrate 202 may include or be formed of a metal, eg, copper.
  • the capacitor may comprise two electrodes 2212, 2222, which are electrically isolated from each other, e.g. by means of a dielectric 2252. At least one of the two electrodes 2212, 2222 has a layer 202 structured according to various embodiments.
  • the layer 202 may include or may be formed from a plurality of target solid particles 104t.
  • the target solid particles 104t may include or be formed from an electrode material, e.g. Carbon in a carbon modification (e.g., coal) and / or titanium.
  • the substrate 102 at 2200c may include or be formed from a solar cell 2220, e.g. a thin film solar cell.
  • the solar cell 2220 may comprise a semiconductor layer (e.g., a silicon layer) in which a pn junction is formed, e.g. a laterally extending pn interface.
  • the solar cell 2220 may be used to convert
  • Radiant energy e.g. Sunlight
  • the patterned layer 202 may provide for contacting the solar cell 2220.
  • the patterned layer 202 may include or may be formed from a plurality of busbars 2202b.
  • the patterned layer 202 may include or be formed from a metal.
  • the patterned layer 202 may include a plurality of metal fingers 2202f.
  • the patterned layer 202 may comprise or be formed of a transparent electrically conductive oxide (also referred to as TCO), e.g. Indium tin oxide (ITO), fluorine-tin oxide
  • TCO transparent electrically conductive oxide
  • ITO Indium tin oxide
  • FTO aluminum-zinc-oxide
  • ATO antimony-tin-oxide
  • a patterned layer 202 may be provided that has a high specific surface area.
  • the patterned layer 202 does not necessarily have high edge sharpness, so the one described herein
  • Subtraction lithography can be simpler and more cost-effective or can be.
  • local fractal structures may or may not be created in the target material 202t that will remain and further enhance the increase in the surface area of the layer 202.
  • Example 1 is a method 200a, 200c for forming a patterned layer 202 on a substrate 102, the method comprising coating the substrate 102 with a layer 202 to be patterned comprising a target material 202t and a sacrificial material 202o, wherein the sacrificial material 202o is placed in front of the target material 202t and / or simultaneously with it over the substrate 102; wherein arranging the
  • Sacrificial material 202o and / or the target material 202t has to arrange solid particles 104 over the substrate 102; and removing the sacrificial material 202o such that a plurality of regions 204 of the layer 202 are opened.
  • Example 2 is a method 200 a, 200 c according to Example 1, wherein the target material 202 t has a larger particle density than the sacrificial material 202 o and / or as the substrate 102.
  • Example 3 is a method 200 a, 200 c according to Example 1, wherein the sacrificial material 202 o has a larger particle density than the target material 202 t and / or as the substrate 102.
  • Example 4 is a method 200a, 200c according to any one of Examples 1 to 3, wherein in the coating, the target material 202t remains uncovered by the sacrificial material 202o.
  • Example 5 is a method 200a, 200c according to any one of examples 1 to 4, wherein the
  • the target material 202t is arranged.
  • Example 6 is a method 200a, 200c according to one of Examples 1 to 5, wherein the removal of the sacrificial material 202o takes place by at least partially removing it into a gaseous state
  • Example 7 is a method 200 a, 200 c according to one of Examples 1 to 6, wherein the removal of the sacrificial material 202o by means of irradiation 402 takes place.
  • Example 8 is a method 200a, 200c according to one of Examples 1 to 7, wherein the
  • Example 9 is a method 200 a, 200 c according to one of examples e 1 to 8, wherein the sacrificial material 202 o and / or the target material 202 t is arranged above the substrate 102 by means of a printing process.
  • Example 10 is a method 200a, 200c according to any one of Examples 1 to 9, wherein a temperature at which the sacrificial material 202o turns into a gaseous state is smaller than a temperature at which the target material 202t becomes a gaseous state.
  • Example 11 is a method 200 a, 200 c according to one of examples 1 to 10, wherein the substrate 102 has an electrode 1012, 1022, 2212, 2222 of an energy store.
  • Example 12 is a method 200 a, 200 c according to one of examples 1 to 10, wherein the substrate 102 has a solar cell 2220.
  • Example 13 is a method 200a, 200c according to one of Examples 1 to 10, wherein the
  • the method further comprises: forming a capacitive area sensor by means of the target material 202t.
  • Example 14 is a method 200a, 200c for forming a patterned layer 202, the method comprising: coating the substrate 102 with a layer 202 to be patterned comprising a target material 202t and a sacrificial material 202o, wherein in the coating the sacrificial material 202o precedes Target material 202t and / or is arranged simultaneously with this over the substrate 102; wherein the sacrificial material 202o turns into a gaseous state at a lower temperature and / or pressure than the target material 202t; thermally transferring the sacrificial material 202o into the gaseous state so that the plurality of regions 204 of the layer 202 are opened.
  • Example 15 is a method 200a, 200c for forming a patterned layer 202, the method comprising: placing a substrate 102 in a vacuum chamber; Generating a stream of solid particles 104 from a source region toward the substrate 102; and placing a mask 502, 902 between the substrate 102 and the source region, the mask 502, 902 having one or more openings.
  • Example 16 is a solid particle emission device for coating a substrate 102, wherein the solid particle emission device comprises: a container 106 having a region for receiving solid particles 104; a positioning device for positioning a substrate 102 having a substrate surface of the substrate 102 toward the region; at least one electron source 112 for introducing electrons into the Solid particles 104; a controller 108 configured to control an electrostatic charge of the solid particles 104 such that a force caused by the electrostatic charge separates the solid particles 104 and accelerates toward the substrate surface of the substrate 102 to coat the substrate surface with at least a portion of the separated solid particles 104 ; and a mask 502 which is interposed between the
  • Positioning device and the container 106 is arranged.
  • Example 17 is a coating arrangement 1300a, 1300b for coating a substrate 102, the coating arrangement comprising: a vacuum chamber in which a coating area 306b and a structuring area 308b are arranged; a solid particle emitting device for emitting solid particles 104 into the coating region 306b; a positioning device 518, 508, 502a, 502b for transporting a substrate 102 between the coating area 306b and the patterning area 308b; a thermal structuring device 308 for removing a sacrificial material 202o from the substrate 102 in the patterning region.

Abstract

In various embodiments, a method of forming a structured layer (202) on a substrate (102) may comprise the following: coating the substrate (102) with a layer (202) to be structured that has a target material (202t) and a sacrificial material (202o), where, in the course of coating, the sacrificial material (202o) is disposed in a plurality of mutually separate regions of the layer (202) and the target material (202t) is disposed between them and/or over them, so that the sacrificial material (202o) is embedded into the target material (202t) and/or between the target material (202t) and the substrate (102); where the disposing of the sacrificial material (202o) and/or of the target material (202t) comprises disposing a plurality of particulate solids (104) over the substrate (102), where the plurality of particulate solids disposed over the substrate come from a particle stream; removing the sacrificial material (202o), so that the plurality of regions of the layer (202) are opened.

Description

Beschreibung  description
Verfahren zum Bilden einer strukturierten Schicht Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden einer strukturierten Schicht. Method for forming a structured layer The invention relates to a method for forming a structured layer.
Im Allgemeinen kann ein Werkstück (z.B. ein Substrat) beschichtet werden, um dieses zu funktionalisieren, d.h. um dessen elektrische, chemische oder mechanische Eigenschaften zu verändern. Beispielsweise kann das Substrat ein elektrisch leitfähiges, mechanisch stabiles und/oder wirtschaftlich günstiges Gerüst bereitstellen, welches mittels einer Beschichtung funktionalisiert wird. Zur Herstellung funktioneller Bauteile können beispielsweise die mechanischen und/oder elektrischen Eigenschaften des Substrats mit den funktionellen Eigenschaften der Schicht kombiniert werden, um somit hochleistungsfähige Bauteile kostengünstig bereitzustellen. Im Allgemeinen lässt sich damit beispielsweise die Energiedichte von Energiespeichern vergrößern, indem deren Elektrodenenergiegehalt vergrößert wird respektive die größeren Flächenbeladung der Elektroden. Im Bereich von Energiespeichern, wie Akkumulatoren, versprechen Festkörper- Energiespeicher (auch als All-Solid-State-Ansatz bezeichnet) theoretische Betrachtungen eine Verbesserung der Energiedichte, die jedoch praktisch bisher aus verschiedenen Gründen nicht erreicht wird. Gleichzeitig würde mit steigender Energiedichte die generelle Funktionsfähigkeit des Energiespeichers bzw. dessen schnelle Lade- und Entladefähigkeit immer wichtiger. In general, a workpiece (e.g., a substrate) may be coated to functionalize it, i. to change its electrical, chemical or mechanical properties. For example, the substrate can provide an electrically conductive, mechanically stable and / or economically favorable framework which is functionalized by means of a coating. For the production of functional components, for example, the mechanical and / or electrical properties of the substrate can be combined with the functional properties of the layer in order to provide high-performance components cost-effectively. In general, it is thus possible, for example, to increase the energy density of energy stores by increasing their electrode energy content or by increasing the surface area of the electrodes. In the field of energy storage, such as accumulators, solid-state energy storage (also known as the all-solid-state approach) theoretical considerations, an improvement in energy density, which is practically not yet achieved for various reasons. At the same time, the general functioning of the energy store or its fast charging and discharging capacity would become more and more important as the energy density increases.
Im Allgemeinen lässt sich der nutzbare Elektrodenenergiegehalt von Festköper-Energiespeichern durch eine möglichst hohe spezifische Oberfläche der Elektroden vergrößern. Diese lässt sich anschaulich erreichen, indem die funktionelle Schicht strukturiert und/oder diese aus einem porösenIn general, the usable electrode energy content of solid state energy storage devices can be increased by the highest possible specific surface area of the electrodes. This can be clearly achieved by structuring the functional layer and / or this from a porous layer
Material hergestellt wird. Beispielsweise lässt sich der nutzbare Elektrodenenergiegehalt von Festköper-Energiespeichern durch eine dreidimensionale Strukturierung von hochkapazitiven und somit dicken Elektroden vergrößern. Herkömmlicherweise erfolgt die dreidimensionale Strukturierung der Elektroden mittels eines sequentiellen und trockenen Schichtaufbaus durch additive und subtraktive Verfahren sowie der Verbesserung der verwendeten Feststoffionenleitern, welche auf die Prozesse angepasst werden. Allerdings lassen sich poröse Schichten, d.h. Schichten mit einer bereits hohen spezifischen Oberfläche, nur mit einem hohen Aufwand strukturieren. Beispielsweise durchdringen flüssige Ätzmittel die Poren einer Schicht und wirken somit unkontrolliert ein, unter anderem auch auf jene Bereiche, welche verbleiben sollen. Daher kann das volle Potential des Strukturierens einer porösen Schicht nur selten ausgeschöpft werden. Auch in anderen Bereichen, wie z.B. der berührungsempfindlichen Bildschirme, werden strukturierte Schichten benötigt. Zum Strukturieren werden häufig herkömmliche Prozesse verwendet, z.B. Plasmaätzen, nasschemisches Ätzen, Ionenimplantation, Laserstrukturieren, Elektronenstrahlstrukturieren, Photolithographie, Druckverfahren, Nanolithographie. In einigen Fällen sind diese Prozesse ungeeignet zum Strukturieren des gewünschten Materials. Andere Prozesse weisen mehrere sequentielle Schritte auf, was deren Anwendung verlangsamt und damit deren Wirtschaftlichkeit reduziert. Beispielsweise werden sequentielle Ablationsschritte benutzt, um mittels Material is produced. For example, the usable electrode energy content of solid-state energy storage devices can be increased by a three-dimensional structuring of high-capacitance and therefore thick electrodes. Conventionally, the three-dimensional patterning of the electrodes by means of a sequential and dry layer structure by additive and subtractive methods and the improvement of the solid ion conductors used, which are adapted to the processes carried out. However, porous layers, ie layers with an already high specific surface, can be structured only with great effort. For example, liquid etchants penetrate the pores of a layer and thus act in an uncontrolled manner, including those areas which are to remain. Therefore, the full potential of patterning a porous layer can rarely be exploited. In other areas, such as the touch-sensitive screens, structured layers are needed. Conventional processes are commonly used for patterning, eg, plasma etching, wet chemical etching, ion implantation, laser patterning, electron beam patterning, photolithography, printing, nanolithography. In some cases, these processes are unsuitable for structuring the desired material. Other processes have several sequential steps, slowing down their use and thus reducing their efficiency. For example, sequential ablation steps are used to perform
Pulslaserverfahren Stege oder Strukturen zu hinterlassen. Diese Subtraktionsschritte ermöglichen mit relativ wenig Energieeintrag eine große Menge an Material präzise abzutragen. Dafür muss allerdings häufig ein hoher Kostenaufwand in Kauf genommen werden was deren Wirtschaftlichkeit reduziert.  Pulse laser process to leave bridges or structures. These subtraction steps enable a large amount of material to be removed precisely with relatively little energy input. For this, however, a high cost often has to be taken into account, which reduces their profitability.
Im Allgemeinen herrscht zur Herstellung von Energiespeichern ein großer Bedarf nach wirtschaftlich durchführbaren Prozessen, um die Energiespeicher anschaulich günstiger produzieren und anbieten zu können und/oder um das Aktivmaterial besser mit dem Stromableiter zu koppeln, was den Wirkungsgrad verbessert. In general, for the production of energy storage there is a great need for economically feasible processes in order to be able to produce and offer the energy stores in a clearly more favorable manner and / or to better couple the active material to the current collector, which improves the efficiency.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Bilden einer strukturierten Schicht bereitgestellt, welches den Aufwand verringert, die Wirtschaftlichkeit erhöht und/oder in einer Durchlaufanlage erfolgen kann, so dass die Produktionskosten reduziert werden können und die Produktionsgeschwindigkeit gesteigert werden kann. Das Verfahren ermöglicht es, die chemische Belastung, welche auf die zu strukturierende Schicht einwirkt, zu minimieren, so dass derenAccording to various embodiments, a method for forming a structured layer is provided, which reduces the expense, increases the cost and / or can be done in a continuous system, so that the production costs can be reduced and the production speed can be increased. The method makes it possible to minimize the chemical stress which acts on the layer to be structured, so that their
Funktionalität möglichst wenig beeinträchtigt wird. Somit lässt sich eine breite Vielfalt verschiedener Materialklassen strukturieren, z.B. chemisch und/oder mechanisch sensible Materialien, wie z.B. organische Materialien. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ermöglicht das Verfahren, Materialien zu strukturieren, welche eine hohe spezifische Oberfläche aufweisen, und daher für die meisten herkömmlichen Strukturierungsprozesse ungeeignet sind, wie beispielsweise poröse Materialien. Das Verfahren ermöglicht es, die spezifische Oberfläche mittels des Strukturierens weiter zu vergrößern, ohne die porösen Materialien zu beeinträchtigen oder unkontrolliert zu entfernen. Somit lässt sich eine breite Vielfalt verschiedener Material klassen strukturieren, z.B. chemisch und/oder mechanisch sensible Materialien, wie beispielsweise ein Aktivmaterial oder ein Elektrolyt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Bilden einer strukturierten Aktivmaterialschicht bereitgestellt. Die Aktivmaterialschicht kann beispielsweise in Energiespeichern eingesetzt werden, so dass deren Herstellung günstiger erfolgen und kann und weniger Zeit in Anspruch nimmt. Functionality is impaired as little as possible. Thus, a wide variety of different material classes can be structured, eg chemically and / or mechanically sensitive materials, such as organic materials. According to various embodiments, the method enables to structure materials which have a high specific surface area and are therefore unsuitable for most conventional patterning processes, such as porous materials. The process makes it possible to further increase the specific surface area by means of structuring, without impairing or uncontrollably removing the porous materials. Thus, a wide variety of different material classes can be structured, for example, chemically and / or mechanically sensitive materials, such as an active material or an electrolyte. According to various embodiments, a method of forming a structured active material layer is provided. The active material layer can be used, for example, in energy stores, so that their production can be cheaper and less time consuming.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Bilden einer strukturierten Sensorschicht bereitgestellt. Die Sensorschicht kann beispielsweise in einem Sensor, z.B. einem kapazitiven Flächensensor eingesetzt werden, so dass dessen Herstellung günstiger erfolgen und kann und weniger Zeit in Anspruch nimmt. According to various embodiments, a method of forming a patterned sensor layer is provided. The sensor layer can be used, for example, in a sensor, e.g. be used a capacitive surface sensor, so that its production can be cheaper and cheaper and takes less time.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bilden einer strukturierten Schicht auf einem Substrat Folgendes aufweisen: Beschichten des Substrats mit einer zu strukturierenden Schicht, welche ein Targetmaterial und ein Opfermaterial aufweist, wobei bei dem Beschichten das Opfermaterial vor dem Targetmaterial und/oder gleichzeitig mit diesem über dem Substrat angeordnet wird; wobei das Anordnen des Opfermaterials und/oder des Targetmaterials aufweist, Feststoffpartikel über dem Substrat anzuordnen (z.B. in mehreren Bereichen der zu strukturierenden Schicht); und Entfernen des Opfermaterials, so dass mehrere Bereiche der Schicht geöffnet werden (auch als Subtraktionslithographie bezeichnet). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Opfermaterial in den mehreren Bereichen der zu strukturierenden Schicht angeordnet sein oder werden, z.B. in Form von Feststoffpartikeln. According to various embodiments, a method for forming a patterned layer on a substrate may include: coating the substrate with a layer to be patterned comprising a target material and a sacrificial material, wherein upon coating the sacrificial material over and / or simultaneously with the target material the substrate is arranged; wherein arranging the sacrificial material and / or the target material comprises disposing solid particles over the substrate (e.g., in multiple regions of the layer to be patterned); and removing the sacrificial material so that multiple areas of the layer are opened (also referred to as subtraction lithography). According to various embodiments, the sacrificial material may be disposed in the plurality of regions of the layer to be patterned, e.g. in the form of solid particles.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bilden einer strukturierten Schicht Folgendes aufweisen: Beschichten des Substrats mit einer zu strukturierenden Schicht, welche ein Targetmaterial und ein Opfermaterial aufweist, wobei bei dem Beschichten das According to various embodiments, a method of forming a patterned layer may include: coating the substrate with a layer to be patterned comprising a target material and a sacrificial material, wherein in the coating
Opfermaterial vor dem Targetmaterial und/oder gleichzeitig mit diesem über dem Substrat angeordnet wird; wobei das Opfermaterial bei einer kleineren Temperatur und/oder einem größeren Druck als das Targetmaterial in einen gasförmigen Aggregatszustand übergeht (d.h. dass das Opfermaterial eine kleinere Temperatur und/oder einen Druck als das Targetmaterial aufweist, bei dem dieses in einen gasförmigen Aggregatszustand übergeht); thermisches Überführen desSacrificial material is placed in front of and / or simultaneously with the target material over the substrate; wherein the sacrificial material changes to a gaseous state of aggregation at a lower temperature and / or pressure than the target material (i.e., the sacrificial material has a lower temperature and / or pressure than the target material at which it changes to a gaseous state); thermal transfer of the
Opfermaterials in den gasförmigen Aggregatszustand, so dass mehrere Bereiche (z.B. die mehreren Bereiche) der Schicht geöffnet werden. Sacrificial material into the gaseous state of aggregation so that multiple areas (e.g., the multiple areas) of the layer are opened.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das thermische Überführen des Opfermaterials in den gasförmigen Aggregatszustand mittels eines (z.B. gepulsten) Bestrahlens des Opfermaterials und des Targetmaterials erfolgen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Opfermaterial eine Maske (auch als According to various embodiments, the thermal transfer of the sacrificial material to the gaseous aggregate state may be by means of (eg, pulsed) irradiation of the sacrificial material and the target material. According to various embodiments, the sacrificial material may include a mask (also referred to as a mask)
Opfermaske bezeichnet) über dem Substrat bilden oder zumindest Teil dieser sein, wobei die Maske eine zusammenhängende Öffnung aufweist, durch welche das Targetmaterial hindurch oder zumindest in diese hinein gelangt. Form a sacrificial mask) over the substrate or at least be part of it, wherein the mask has a continuous opening through which the target material passes through or at least into it.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bilden einer strukturierten Schicht innerhalb einer Vakuumkammer Folgendes aufweisen: Anordnen und/oder Transportieren eines Substrats in der Vakuumkammer; Erzeugen eines Stroms von Feststoffpartikeln aus einem Quellbereich in Richtung des Substrats; und Anordnen einer Maske zwischen dem Substrat und dem Quellbereich, wobei die Maske eine oder mehrere (z.B. disjunkte) Öffnungen aufweist. According to various embodiments, a method of forming a patterned layer within a vacuum chamber may include: arranging and / or transporting a substrate in the vacuum chamber; Generating a stream of solid particles from a source region toward the substrate; and disposing a mask between the substrate and the source region, the mask having one or more (e.g., disjoint) openings.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Beschichten des Substrats durch die Maske hindurch erfolgen. Optional kann die Maske zum Beschichten eines zusätzlichen Substrats verwendet sein oder werden (in dem Fall auch als Austauschmaske oder wiederverwendbare Maske bezeichnet). Alternativ kann die Maske zum Strukturieren der Beschichtung (welche die zu strukturierenden Schicht aufweisen oder daraus gebildet sein kann) entfernt werden (in dem Fall auch als Opfermaske bezeichnet). Die Austauschmaske kann in einem Abstand von dem Substrat angeordnet sein oder werden. Die Opfermaske kann Teil der Beschichtung sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bilden einer strukturierten Schicht innerhalb einer Vakuumkammer, in welcher eine Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung angeordnet ist, Folgendes aufweisen: Anordnen eines Substrats in der Vakuumkammer; Anordnen einer Maske zwischen dem Substrat und der Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung, wobei die Maske eine oder mehrere Öffnungen aufweist; und Emittieren von Feststoffpartikeln mittels der Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung in Richtung des Substrats. According to various embodiments, the substrate may be coated through the mask. Optionally, the mask may be or may be used to coat an additional substrate (also referred to in this case as an exchange mask or reusable mask). Alternatively, the mask for patterning the coating (which may include or be formed from the layer to be patterned) may be removed (also referred to as sacrificial mask in the case). The replacement mask may be located at a distance from the substrate. The sacrificial mask may be part of the coating. According to various embodiments, a method of forming a patterned layer within a vacuum chamber in which a solid particle emission device is disposed may include: disposing a substrate in the vacuum chamber; Disposing a mask between the substrate and the solid particle emission device, the mask having one or more openings; and emitting solid particles by the solid particle emission device toward the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner aufweisen: Erzeugen und/oder Erhalten eines elektrischen Feldes zwischen dem Substrat und der Maske According to various embodiments, the method may further include: generating and / or maintaining an electric field between the substrate and the mask
(Austauschmaske) und/oder zwischen der Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung und der Maske zum Führen der Feststoffpartikel. Beispielsweise kann das elektrische Feld eine Elektrophorese ermöglichen, z.B. einen Drift der Elektronen in eine bestimmte Richtung. Beispielsweise können die Feststoff partikel mittels des elektrischen Feldes (z.B. durch die mehreren Öffnungen hindurch) geleitet werden. Wobei die Feststoffpartikel, welche mittels der Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung in Richtung des Substrats emittiert werden, ein Targetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner aufweisen: Beschichten des Substrats mittels der Feststoffpartikel durch die Maske hindurch. (Exchange mask) and / or between the solid particle emission device and the mask for guiding the solid particles. For example, the electric field may enable electrophoresis, for example a drift of the electrons in a certain direction. For example, the solid particles can be conducted by means of the electric field (eg through the several openings). Wherein the solid particles emitted by the solid particle emitting device toward the substrate include or are formed of a target material. According to various embodiments, the method may further comprise: coating the substrate with the solid particles through the mask.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Maske mehrere Feststoffpartikel aufweisen, welche über dem Substrat angeordnet sein oder werden können. According to various embodiments, the mask may comprise a plurality of solid particles which may or may be disposed over the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Feststoffpartikel der Maske ein Opfermaterial aufweisen oder daraus gebildet sein (auch als Opfermaske bezeichnet). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Targetmaterial eine größere Partikeldichte aufweisen als das Opfermaterial und/oder als das Substrat. According to various embodiments, the solid particles of the mask may include or be formed from a sacrificial material (also referred to as a sacrificial mask). According to various embodiments, the target material may have a larger particle density than the sacrificial material and / or as the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Opfermaterial eine größere Partikeldichte aufweisen als das Targetmaterial und/oder als das Substrat. According to various embodiments, the sacrificial material may have a larger particle density than the target material and / or as the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Entfernen des Opfermaterials erfolgen, indem dieses zumindest teilweise in einen gasförmigen Aggregatszustand überführt wird, z.B. indem dieses zumindest teilweise verdampft und/oder sublimiert wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann bei dem Beschichten das Opfermaterial in mehreren voneinander separierten Bereichen der Schicht angeordnet und zwischen diesen und/oder über diesen (d.h. diese zumindest teilweise bedeckend) das Targetmaterial angeordnet werden, so dass beispielsweise das Opfermaterial in das Targetmaterial eingebettet wird und/oder zwischen dem Targetmaterial und dem Substrat angeordnet wird. According to various embodiments, the sacrificial material can be removed by at least partially converting it to a gaseous state, e.g. by at least partially vaporizing and / or sublimating it. According to various embodiments, during coating, the sacrificial material can be arranged in a plurality of mutually separated regions of the layer and the target material can be arranged between and / or above it (ie, at least partially covering it) so that, for example, the sacrificial material is embedded in the target material and / or is disposed between the target material and the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Überführen mittels eines (z.B. gepulsten) Bestrahlens erfolgen. According to various embodiments, the transfer may be by means of (e.g., pulsed) irradiation.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das (z.B. gepulste) Bestrahlen beidseitig des Substrats erfolgen. According to various embodiments, the (e.g., pulsed) irradiation may occur on both sides of the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das (z.B. gepulste) Bestrahlen in einem Vakuum erfolgen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Porosität des Targetmaterials größer sein als eine Porosität des Substrats. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Feststoffpartikel in einem Vakuum über dem Substrat angeordnet werden. According to various embodiments, the (eg pulsed) irradiation may be done in a vacuum. According to various embodiments, a porosity of the target material may be greater than a porosity of the substrate. According to various embodiments, the solid particles may be placed in a vacuum over the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Feststoffpartikel, welche über dem Substrat angeordnet werden, aus einem Partikelstrom (z.B. in einem Vakuum) stammen. According to various embodiments, the solid particles that are placed over the substrate may be from a particle stream (e.g., in a vacuum).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Feststoffpartikel mittels einer According to various embodiments, the solid particles may be separated by means of a
Feststoffpartikelemission und/oder in einem Vakuum über dem Substrat angeordnet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Feststoffpartikelemission mittels einer Solid particulate emission and / or placed in a vacuum over the substrate. According to various embodiments, the solid particle emission by means of a
Elektrophorese erfolgen. Electrophoresis done.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Feststoffpartikelemission in einem Vakuum erfolgen. According to various embodiments, the solid particle emission may occur in a vacuum.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Opfermaterial und/oder das Targetmaterial mittels eines Druckprozesses (d.h. mittels Bedruckens) über dem Substrat angeordnet werden. According to various embodiments, the sacrificial material and / or the target material may be disposed over the substrate by a printing process (i.e., by printing).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Feststoffpartikel, welche das Opfermaterial aufweisen oder daraus gebildet sind, größer sein als die Feststoffpartikel, welche das Targetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sind. According to various embodiments, the solid particles comprising or formed from the sacrificial material may be larger than the solid particles comprising or formed from the target material.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Temperatur, bei der das Opfermaterial in einen gasförmigen Aggregatszustand übergeht, kleiner sein als eine Temperatur, bei dem das Targetmaterial in einen gasförmigen Aggregatszustand übergeht. According to various embodiments, a temperature at which the sacrificial material changes to a gaseous state of aggregation may be less than a temperature at which the target material changes to a gaseous state.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Opfermaterial zwischen dem Targetmaterial und dem Substrat angeordnet sein oder werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Opfermaterial zumindest teilweise (d.h. According to various embodiments, the sacrificial material may be disposed between the target material and the substrate. According to various embodiments, the sacrificial material may be at least partially (i.
teilweise oder vollständig) mit dem Targetmaterial bedeckt sein oder werden. partially or completely) may or may not be covered with the target material.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Targetmaterial ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Targetmaterial zumindest eines von folgenden Metallen aufweisen: Aluminium (AI), Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Titan (Ti), Nickel (Ni), Zirkonium (Zr), Niob (Nb), Molybdän (Mo), Tantal (Ta), Gold (Au), Silber (Ag), Platin (Pt), Wolfram (W). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Bereiche der Schicht, welche geöffnet werden, das Substrat freilegen. According to various embodiments, the target material may include or be formed from a metal. According to various embodiments, the target material may comprise at least one of the following metals: aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), titanium (Ti), nickel (Ni), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum ( Mo), tantalum (Ta), gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), tungsten (W). According to various embodiments, the multiple regions of the layer that are opened may expose the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Targetmaterial ein Metall, ein Halbmetall, eine Keramik oder ein Aktivmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. According to various embodiments, the target material may comprise or be formed from a metal, a semi-metal, a ceramic or an active material.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat opak sein oder zumindest ein opakes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Mit anderen Worten kann das Substrat intransparent sein oder zumindest ein intransparentes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ kann das Substrat transparent sein oder zumindest ein transparentes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Ein transparentes Substrat kann beispielsweise zum Bilden einer Vorrichtung verwendet werden, welche Licht durch das Substrat hindurch emittiert. According to various embodiments, the substrate may be opaque or at least comprise or be formed from an opaque material. In other words, the substrate may be intransparent or at least have or be formed from an intransparent material. Alternatively, the substrate may be transparent or at least have or be formed from a transparent material. For example, a transparent substrate may be used to form a device that emits light through the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat eine Elektrode eines According to various embodiments, the substrate may be an electrode of a
Energiespeichers aufweisen oder daraus gebildet sein. Have energy storage or be formed from it.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Energiespeicher reversibel sein (d.h. According to various embodiments, the energy storage may be reversible (i.e.
wiederaufladbar sein). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Energiespeicher einen Kondensator (d.h. einbe rechargeable). According to various embodiments, the energy store may include a capacitor (i.e.
Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Ladung mittels eines elektrischen Feldes) oder einen Akkumulator (d.h. ein Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Ladung mittels elektrochemischer Umwandlung) aufweisen oder daraus gebildet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat eine Solarzelle aufweisen oder daraus gebildet sein. Energy storage for storing electrical charge by means of an electric field) or an accumulator (i.e., an energy storage device for storing electrical charge by means of electrochemical conversion) or be formed therefrom. According to various embodiments, the substrate may include or be formed from a solar cell.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat eine Leiterplatte aufweisen oder daraus gebildet sein. According to various embodiments, the substrate may include or be formed from a printed circuit board.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner aufweisen: Bilden eines kapazitiven Flächensensors mittels des Targetmaterials. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner aufweisen: elektrisches Kontaktieren der strukturierten Schicht (z.B. deren Targetmaterial). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner aufweisen: Bilden einer Metallisierung, welche das Targetmaterial (über dem Substrat) elektrisch kontaktiert, z.B. eine Metallisierung, welche ein Kontaktpad aufweist. According to various embodiments, the method may further include: forming a capacitive area sensor using the target material. According to various embodiments, the method may further comprise: electrically contacting the patterned layer (eg, its target material). According to various embodiments, the method may further include forming a metallization that electrically contacts the target material (over the substrate), eg, a metallization having a contact pad.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Targetmaterial und/oder das Opfermaterial aus einer Flüssigphase gebildet sein oder werden. According to various embodiments, the target material and / or the sacrificial material may or may not be formed from a liquid phase.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Targetmaterial und/oder das Opfermaterial aus einer Dispersion gebildet sein oder werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bilden aus der Flüssigphase aufweisen, diese zu verfestigen, z.B. indem ein Lösungsmittel aus dieser herausgebracht wird (auch als trocken bezeichnet) und/oder indem diese in einen festen Aggregatszustand überführt wird (z.B. indem diese erstarrt wird). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bilden einer strukturierten Schicht Folgendes aufweisen: Anordnen einer Opferschicht über einem Substrat, welche mehrere (vereinzelte) Segmente aufweist; Abscheiden einer zu strukturierenden Schicht über dem Substrat derart, dass deren Material zumindest zwischen den mehreren Segmenten angeordnet wird; According to various embodiments, the target material and / or the sacrificial material may or may not be formed from a dispersion. According to various embodiments, the liquid phase forming may comprise solidifying it, e.g. by releasing a solvent therefrom (also referred to as dry) and / or converting it to a solid state (e.g., solidifying it). According to various embodiments, a method of forming a patterned layer may include: disposing a sacrificial layer over a substrate having a plurality of (singulated) segments; Depositing a layer to be patterned over the substrate such that its material is disposed at least between the plurality of segments;
Entfernen der mehreren Segmente, so dass Öffnungen in der zu strukturierenden Schicht gebildet werden; wobei die Opferschicht und/oder die zu strukturierende Schicht mittels einer Removing the plurality of segments to form openings in the layer to be patterned; wherein the sacrificial layer and / or the layer to be structured by means of a
Feststoffpartikelemission gebildet werden. Solid particle emission are formed.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat ein Polymer aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein transparentes Polymer. According to various embodiments, the substrate may include or be formed from a polymer, e.g. a transparent polymer.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Opfermaterial ein Polymer aufweisen oder daraus gebildet sein (z.B. ein opakes Polymer), z.B. verschieden von dem des Substrats. According to various embodiments, the sacrificial material may include or be formed from a polymer (e.g., an opaque polymer), e.g. different from that of the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat zumindest einen flächenförmigen Träger und/oder einen flexiblen Träger aufweisen, z.B. eine Folie oder eine Platte (z.B. einen Wafer). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat beidseitig beschichtet sein oder werden, z.B. von genau einer Seite aus (indem das Substrat gewendet wird) oder von zwei einander gegenüberliegenden Seiten aus. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat ein Laminat aufweisen oder daraus gebildet sein. According to various embodiments, the substrate may comprise at least one sheet-like carrier and / or a flexible carrier, eg a foil or a plate (eg a wafer). According to various embodiments, the substrate may be coated on both sides or be formed, for example, from one side (by turning the substrate) or from two opposite sides. According to various embodiments, the substrate may include or be formed from a laminate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat Glimmer (z.B. Schichtsilikat aufweisend oder daraus gebildet), eine Keramik (z.B. eine transparente Keramik, wie z.B. Glas), ein Halbleitermaterial (z.B. Silizium) und/oder ein Metall (z.B. Aluminium, Kupfer, und/oder Lithium) aufweisen oder daraus gebildet sein. According to various embodiments, the substrate may include mica (eg, layered silicate comprising or formed therefrom), a ceramic (eg, a transparent ceramic such as glass), a semiconductor material (eg, silicon), and / or a metal (eg, aluminum, copper, and / or lithium ) or be formed therefrom.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Targetmaterial und/oder das Substrat ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Metall und/oder eine metallische Legierung. Beispielsweise kann das Substrat eine elektrisch leitfähige Beschichtung (z.B. eine Stromsammlerschicht) aufweisen oder daraus gebildet sein. According to various embodiments, the target material and / or the substrate may comprise or be formed from an electrically conductive material, e.g. a metal and / or a metallic alloy. For example, the substrate may include or be formed from an electrically conductive coating (e.g., a current collector layer).
Alternativ oder zusätzlich kann das Metall des Targetmaterials und/oder des Substrats in einer Keramik (z.B. einem Nitrid oder Karbid) vorliegen oder damit beschichtet sein. Beispielsweise kann das Targetmaterial und/oder das Substrat ein Metallnitrid (wie TiN, CrN) und/oder ein Metallcarbid (wie TiC, CrC) aufweisen oder daraus gebildet sein. Allgemeiner kann zusätzlich zu dem Metall ein Nichtmetall in das Targetmaterial und/oder das Substrat eingebaut sein oder werden. Beispielsweise kann das Targetmaterial chemisch reagiert sein oder werden, z.B. mit einer Prozessatmosphäre aufweisend Kohlenstoff und/oder Stickstoff. Alternatively or additionally, the metal of the target material and / or the substrate may be in or coated with a ceramic (e.g., a nitride or carbide). For example, the target material and / or the substrate may include or be formed from a metal nitride (such as TiN, CrN) and / or a metal carbide (such as TiC, CrC). More generally, in addition to the metal, a nonmetal may or may not be incorporated into the target material and / or the substrate. For example, the target material may or may be chemically reacted, e.g. with a process atmosphere comprising carbon and / or nitrogen.
Als Keramik kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein anorganisches nichtmetallisches Material verstanden werden, welches neben Oxiden (z.B. Metalloxiden) auch für Nitride und/oder Karbide verwendet werden kann. Mit anderen Worten kann ein Oxid, ein Karbid und/oder ein Nitrid eine Keramik sein. As the ceramic, according to various embodiments, an inorganic non-metallic material can be understood which can be used besides oxides (e.g., metal oxides) also for nitrides and / or carbides. In other words, an oxide, a carbide and / or a nitride may be a ceramic.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Targetmaterial und/oder das Substrat elektrisch leitfähig sein, d.h. eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von größer als ungefähr 106 S/m (Siemens pro Meter) aufweisen, z.B. größer als ungefähr 2-106 S/m, z.B. größer als ungefähr 5-106 S/m, z.B. größer als ungefähr 107 S/m, z.B. größer als ungefähr 2-107 S/m, z.B. größer als ungefähr 5-107 S/m, z.B. in einem Bereich von ungefähr 107 S/m bis ungefähr 10-107 S/m. Das Targetmaterial und das Substrat können sich voneinander unterscheiden, z.B. in zumindest einer von folgenden Eigenschaften: ihrer Dichte, ihrer Porosität (falls vorhanden), ihrer According to various embodiments, the target material and / or the substrate may be electrically conductive, that is, an electrical conductivity of greater than about 10 6 S / m (Siemens per meter) have, for example, greater than about 2-10 6 S / m, for example greater as about 5-10 6 S / m, eg greater than about 10 7 S / m, eg greater than about 2-10 7 S / m, eg greater than about 5-10 7 S / m, eg in a range of about 10 7 S / m to about 10-10 7 S / m. The target material and the substrate may differ from one another, for example in at least one of the following properties: their density, their porosity (if present), their
mechanischen Härte, ihrer mittleren Partikeldichte (falls vorhanden), ihrer mittleren Dichte, ihrer elektrischen Leitfähigkeit; ihrer Gaspermeabilität; ihrer Permittivität, ihrer chemischen mechanical hardness, their mean particle density (if any), their mean density, their electrical conductivity; their gas permeability; their permittivity, their chemical
Zusammensetzung oder ihrer chemischen Reaktivität. Composition or its chemical reactivity.
Das Targetmaterial und das Opfermaterial können sich voneinander unterscheiden, z.B. in zumindest einer von folgenden Eigenschaften: ihrer Dichte, ihrer Porosität (falls vorhanden), ihrer mechanischen Härte, ihrer Schichtdicke, ihrer mittleren Partikeldichte (falls vorhanden), ihrer mittleren Partikelgröße (falls vorhanden), ihrer mittleren Dichte, ihrer elektrischen Leitfähigkeit; ihrer Gaspermeabilität; ihrer Permittivität, ihrer chemischen Zusammensetzung oder ihrer chemischen Reaktivität. The target material and the sacrificial material may differ from each other, e.g. in at least one of the following properties: their density, their porosity (if present), their mechanical hardness, their layer thickness, their mean particle density (if any), their mean particle size (if any), their mean density, their electrical conductivity; their gas permeability; their permittivity, their chemical composition or their chemical reactivity.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die elektrische Leitfähigkeit des Targetmaterials kleiner sein als die elektrische Leitfähigkeit des Substrats und/oder beide können eine größere elektrische Leitfähigkeit aufweisen als das Opfermaterial. Beispielsweise kann das Targetmaterial elektrisch isolierend sein (d.h. eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als ungefähr 10-6 S/m aufweisen), z.B. wenn das Targetmaterial eine Keramik oder ein Polymer aufweist. Alternativ kann die elektrische Leitfähigkeit des Targetmaterials größer sein als die elektrischeAccording to various embodiments, the electrical conductivity of the target material may be less than the electrical conductivity of the substrate and / or both may have greater electrical conductivity than the sacrificial material. For example, the target material can be electrically insulating (ie, an electrical conductivity of less than about 10 -6 S / m) or more, for example when the target material comprises a ceramic or a polymer. Alternatively, the electrical conductivity of the target material may be greater than the electrical
Leitfähigkeit des Substrats und/oder beide können eine größere elektrische Leitfähigkeit aufweisen als das Opfermaterial. Beispielsweise kann das Substrat elektrisch isolierend sein (d.h. eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als ungefähr 106 S/m aufweisen), z.B. wenn das Substrat eine Keramik oder ein Polymer aufweist. Conductivity of the substrate and / or both may have greater electrical conductivity than the sacrificial material. For example, the substrate may be electrically insulating (ie, have an electrical conductivity of less than about 10 6 S / m), eg, when the substrate comprises a ceramic or a polymer.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Metall (auch als metallischer Werkstoff bezeichnet) zumindest ein metallisches Element (d.h. ein oder mehrere metallische Elemente) aufweisen (oder daraus gebildet sein), z.B. zumindest ein Element aus der Folgenden Gruppe von Elementen: Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Titan (Ti), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Platin (Pt), Gold (Au), Zink (Zn), Magnesium (Mg), Aluminium (AI), Zirkonium (Zr), Niob (Nb), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Wolfram (W), As used herein, a metal (also referred to as a metallic material) may comprise (or be formed of) at least one metallic element (i.e., one or more metallic elements), e.g. at least one element from the following group of elements: copper (Cu), iron (Fe), titanium (Ti), nickel (Ni), chromium (Cr), platinum (Pt), gold (Au), zinc (Zn), Magnesium (Mg), Aluminum (AI), Zirconium (Zr), Niobium (Nb), Tantalum (Ta), Molybdenum (Mo), Tungsten (W),
Vanadium (V), Barium (Ba), Indium (In), Calcium (Ca), Hafnium (Hf), Samarium (Sm), Silber (Ag), und/oder Lithium (Li). Optional kann ein Metall eine metallische Verbindung (z.B. eine  Vanadium (V), barium (Ba), indium (In), calcium (Ca), hafnium (Hf), samarium (Sm), silver (Ag), and / or lithium (Li). Optionally, a metal may be a metallic compound (e.g.
intermetallische Verbindung oder eine Legierung) aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine Verbindung aus zumindest zwei metallischen Elementen (z.B. aus der Gruppe von Elementen), z.B. eine Verbindung wie Bronze oder Messing. Alternativ oder zusätzlich kann ein Metall eine intermetallic compound or an alloy), or e.g. a compound of at least two metallic elements (e.g., the group of elements), e.g. a connection like bronze or brass. Alternatively or additionally, a metal may be a
Verbindung aus zumindest einem metallischen Element (z.B. aus der Gruppe von Elementen) und mindestens einem nichtmetallischen Element (z.B. Kohlenstoff), z.B. eine Verbindung wie Stahl. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Metall eine thermische Leitfähigkeit größer als 10 W/(m-K) (Watt pro Kelvin und Meter) aufweisen, z.B. größer als 50 W/(m-K). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Polymer einen Duroplast, einen Thermoplast und/oder ein Elastomer aufweisen oder daraus gebildet sein. A compound of at least one metallic element (eg from the group of elements) and at least one non-metallic element (eg carbon), eg a compound like steel. According to various embodiments, a metal may have a thermal conductivity greater than 10 W / (mK) (watts per Kelvin and meters), eg greater than 50 W / (mK). According to various embodiments, the polymer may comprise or be formed from a thermoset, a thermoplastic, and / or an elastomer.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Polymer ein organisches Polymer aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. einen Kohlenwasserstoff. Ein organisches Polymer kann ein Polymer bezeichnen, welches Kohlenstoffatome in der Hauptkette des Polymers aufweist oder dessen Hauptkette aus mehreren Kohlenstoffatomen gebildet ist. According to various embodiments, the polymer may comprise or be formed from an organic polymer, e.g. a hydrocarbon. An organic polymer may denote a polymer which has carbon atoms in the main chain of the polymer or whose main chain is formed of a plurality of carbon atoms.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Polymer Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) Polytetrafluorethylen (PTFE), Cyclo-Olefin-Copolymer (COC), Cyclo-Olefin-Polymer (COC,According to various embodiments, the polymer may include polyvinylchloride (PVC), polystyrene (PS), polyester and / or polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polytetrafluoroethylene (PTFE), cyclo-olefin copolymer (COC), cyclo- Olefin polymer (COC,
Handelsname: ZEONOR), elektrisch leitfähiges Polymer und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Trade name: ZEONOR), electrically conductive polymer and / or polyethylene naphthalate (PEN) or be formed therefrom.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner aufweisen: Bilden eines Energiespeichers unter Verwendung der strukturierten Schicht, des Targetmaterials und/oder des Substrats. According to various embodiments, the method may further comprise: forming an energy storage using the patterned layer, the target material, and / or the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat zum Beschichten mit dem According to various embodiments, the substrate for coating with the
Targetmaterial und/oder mit dem Opfermaterial in einer Vakuumkammer angeordnet und/oder transportiert werden. Beispielsweise kann ein Druck (Prozessdruck), in dem das Beschichten (Bilden der ersten Schicht und/oder Bilden der zweiten Schicht) erfolgt, in einem Bereich von ungefähr HO-5 Millibar (mbar) bis ungefähr von bis 8■ 104 Millibar eingestellt und/oder geregelt sein oder werden. Beispielsweise kann der Prozessdruck mittels eines gestellten und/oder geregelten Gaseinlasses (z.B. bei konstanter Pumpleistung) eingestellt und/oder geregelt werden, z.B. indem ein Prozessgas eingelassen wird. Target material and / or arranged with the sacrificial material in a vacuum chamber and / or transported. For example, a printing (process printing), in which the coating (forming the first layer and / or forming the second layer) may be carried out in a range of about HO- 5 millibars (mbar) to about of up to 8 ■ 10 4 millibar is set and / or be regulated. For example, the process pressure can be set and / or regulated by means of a regulated and / or regulated gas inlet (eg with constant pumping power), eg by introducing a process gas.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Opfermaterial vor (z.B. mit einem zeitlichen Abstand zu) dem Targetmaterial über dem Substrat angeordnet werden. Dann kann das According to various embodiments, the sacrificial material may be placed over the substrate prior to (e.g., spaced apart from) the target material. Then that can
Opfermaterial optional mit dem Targetmaterial bedeckt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Opfermaterial gleichzeitig dem Targetmaterial über dem Substrat angeordnet werden. Dann kann das Opfermaterial optional neben dem Targetmaterial angeordnet sein und/oder teilweise freiliegen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann bei dem Beschichten das Targetmaterial von dem Opfermaterial unbedeckt bleiben. Alternativ oder zusätzlich kann das Targetmaterial freiliegen (z.B. von dem Opfermaterial). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat eine kleinere Transparenz aufweisen als das Targetmaterial und/oder als das Opfermaterial. Alternativ oder zusätzlich kann das Targetmaterial eine kleinere Transparenz aufweisen als das Opfermaterial. Sacrificial material optionally be covered with the target material. Alternatively or additionally, the sacrificial material may be simultaneously disposed over the substrate to the target material. Then, the sacrificial material may optionally be disposed adjacent to the target material and / or partially exposed. According to various embodiments, during coating, the target material may remain uncovered by the sacrificial material. Alternatively or additionally, the target material may be exposed (eg, from the sacrificial material). According to various embodiments, the substrate may have a smaller transparency than the target material and / or as the sacrificial material. Alternatively or additionally, the target material may have a smaller transparency than the sacrificial material.
Die Transparenz kann als Maß verstanden werden, welches beschreibt, welcher Anteil des einfallenden Lichts einen Bereich und/oder einen Körper (z.B. eine Schicht und/oder ein Substrat) durchdringt. Die Transparenz kann von dem Material, aus dem der Bereich und/oder der Körper gebildet ist, und/oder von dem Weg, den das Licht in durch den Bereich und/oder den Körper zurücklegen muss, beeinflusst werden. Je größer die Mächtigkeit (z.B. die Dicke) des Bereichs und/oder des Körpers ist, desto weniger Licht kann diese(n) entlang der Dicke durchdringen. Das Licht kann verstanden werden als das sichtbare Licht, z.B. mit einer Wellenlänge in einem Bereich von ungefähr 380 nm bis ungefähr 780 nm. Die Transparenz kann auf die Gesamtheit des einfallenden Lichts, z.B. gemittelt über die Wellenlängen des Lichts verstanden werden. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Transparenz auf eine bestimmte Wellenlänge aus dem Bereich von ungefähr 380 nm bis ungefähr 780 nm beziehen, z.B. auf Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 650 nm (rot), einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm (grün) und/oder einer Wellenlänge von ungefähr 470 nm (blau). Die Transparenz kann als Kehrwert der Opazität verstanden werden. Transparent mit Bezug auf einen Körper (z.B. eine Schicht und/oder ein Substrat) oder einen Bereich kann verstanden werden, als dass diese(r) mehr als 75% des Lichtes (z.B. sichtbaren Lichtes) hindurchlässt, z.B. mehr als ungefähr 90%, z.B. mehr als ungefähr 95%, z.B. mehr als ungefähr 99%. The transparency may be understood as a measure describing which portion of the incident light penetrates an area and / or a body (e.g., a layer and / or a substrate). The transparency may be influenced by the material of which the region and / or the body is formed, and / or by the way the light has to travel through the region and / or the body. The greater the thickness (e.g., thickness) of the region and / or body, the less light that can penetrate along the thickness. The light can be understood as the visible light, e.g. having a wavelength in a range of about 380 nm to about 780 nm. The transparency may be applied to the entirety of the incident light, e.g. averaged over the wavelengths of light. Alternatively or additionally, the transparency may refer to a particular wavelength in the range of about 380 nm to about 780 nm, e.g. to light having a wavelength of about 650 nm (red), a wavelength of about 520 nm (green), and / or a wavelength of about 470 nm (blue). The transparency can be understood as the reciprocal of the opacity. Transparent with respect to a body (e.g., a layer and / or a substrate) or region may be understood to transmit more than 75% of the light (e.g., visible light), e.g. more than about 90%, e.g. more than about 95%, e.g. more than about 99%.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Opfermaterial einen größeren According to various embodiments, the sacrificial material may have a larger size
Absorptionskoeffizienten aufweisen als das Substrat und/oder als das Targetmaterial, z.B. Have absorption coefficients as the substrate and / or as the target material, e.g.
gegenüber dem Bestrahlen. Der Absorptionskoeffizient kann den Anteil der zum Bestrahlen verwendeten Strahlung beschreiben, welcher absorbiert wird (und/oder in thermische Energie umgewandelt wird). towards the irradiation. The absorption coefficient may describe the proportion of radiation used for irradiation which is absorbed (and / or converted into thermal energy).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zu strukturierende Schicht oder zumindest das Targetmaterial eine Dicke (Schichtdicke) aufweisen in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 1 μιη, z.B. in einem Bereich von ungefähr 200 nm bis ungefähr 500 nm. Beispielsweise kann die zu strukturierende Schicht oder zumindest das Targetmaterial Kupfer aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. aufweisend eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 800 nm bis ungefähr 1 μιπ Damit lässt sich beispielsweise eine Sensorschicht aufweisend das Targetmaterial bilden. According to various embodiments, the layer to be patterned or at least the target material may have a thickness (layer thickness) in a range of about 100 nm to about 1 μm, eg in a range of about 200 nm to about 500 nm. For example, the layer to be patterned or at least the target material comprise copper or be formed therefrom, for example having a thickness in a range of about 800 nm to about 1 μιπ Thus, for example, a sensor layer comprising the target material form.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anordnen des Targetmaterials mittels einer physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD), einer Atomlagendeposition (ALD), Plasmaspritzen oder einer Flussigphasendeposition erfolgen. Die Flussigphasendeposition kann beispielsweise erfolgen wenn das Opfermaterial in Form von According to various embodiments, placement of the target material may be by physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), plasma spraying, or liquid phase deposition. The Flussigphasendeposition can be done, for example, when the sacrificial material in the form of
Feststoff Partikeln bereitgestellt ist oder wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anordnen des Opfermaterials mittels einer physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD), einer Atomlagendeposition (ALD) oder einer Flüssigphasendeposition erfolgen. Das Anordnen des Opfermaterials mittels Plasmaspritzen kann aufgrund der damit verbundenen hohen Temperaturen schwerer sein als das Anordnen des Targetmaterials mittels Plasmaspritzen. Beispielsweise kann das Anordnen des Opfermaterials frei von einem Plasmaspritzen sein. Die Flüssigphasendeposition kann beispielsweise erfolgen wenn das Targetmaterial in Form von Feststoffpartikeln bereitgestellt ist oder wird. Solid particles is or will be provided. According to various embodiments, placement of the sacrificial material may be by physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), or liquid phase deposition. Arranging the sacrificial material by plasma spraying may be more difficult due to the associated high temperatures than arranging the target material by means of plasma spraying. For example, placing the sacrificial material may be free of plasma spraying. The liquid phase deposition may be done, for example, when the target material is or will be provided in the form of solid particles.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Feststoffpartikel, die das Targetmaterial aufweisen, nach den Feststoffpartikeln, die das Opfermaterial aufweisen, über dem Substrat angeordnet werden, z.B. in einem zeitlichen Abstand voneinander und/oder mittels verschiedener Prozesse. According to various embodiments, the solid particles comprising the target material may be placed over the substrate after the solid particles comprising the sacrificial material, e.g. at a time interval from each other and / or by means of different processes.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Beschichtungsanordnung zur Beschichtung eines Substrats Folgendes aufweisen: einen Behälter, welcher einen Bereich (auch als Quellbereich bezeichnet) zum Aufnehmen von Feststoffpartikeln aufweist; eine Positionierungsvorrichtung zum Positionieren eines Substrats mit einer Substratoberfläche des Substrats in Richtung des Bereichs; zumindest eine Elektronenquelle zum Einbringen von Elektronen in die Feststoffpartikel; eine Steuerung, eingerichtet zum Steuern einer elektrostatischen Aufladung der Feststoffpartikel derart, dass eine durch die elektrostatische Aufladung bewirkte Kraft die Feststoffpartikel voneinander trennt und in Richtung der Substratoberfläche des Substrats beschleunigt zum Beschichten der According to various embodiments, a coating arrangement for coating a substrate may comprise: a container having a region (also referred to as source region) for receiving solid particles; a positioning device for positioning a substrate with a substrate surface of the substrate toward the region; at least one electron source for introducing electrons into the solid particles; a controller configured to control an electrostatic charge of the solid particles such that a force caused by the electrostatic charge separates the solid particles and accelerates toward the substrate surface of the substrate for coating the solid particles
Substratoberfläche mit zumindest einem Teil der voneinander getrennten Feststoffpartikel; und eine Maske, welche zwischen der Positionierungsvorrichtung und dem Behälter angeordnet und/oder beweglich gelagert ist. Substrate surface with at least a portion of the separated solid particles; and a mask, which is arranged between the positioning device and the container and / or movably mounted.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Beschichtungsanordnung zur Beschichtung eines Substrats Folgendes aufweisen: eine Vakuumkammer, in der ein Beschichtungsbereich und eine Strukturierungsbereich angeordnet ist; eine Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung zum Emittieren von Feststoffpartikeln in den Beschichtungsbereich; eine Positionierungsvorrichtung zum Transportieren eines Substrats zwischen dem Beschichtungsbereich und dem According to various embodiments, a coating arrangement for coating a substrate may comprise: a vacuum chamber in which a coating area and a structuring area is arranged; a solid particle emission device for emitting solid particles in the coating region; a positioning device for transporting a substrate between the coating area and the
Strukturierungsbereich; eine thermisch-Strukturierungsvorrichtung zum Entfernen eines Structuring area; a thermal structuring device for removing a
Opfermaterials von dem Substrat (z.B. mittels eines thermischen Überführens des Opfermaterials in einen gasförmigen Aggregatszustand) in dem Strukturierungsbereich. Sacrificial material from the substrate (e.g., by thermally transferring the sacrificial material to a gaseous state of aggregation) in the patterning region.
Die thermisch-Strukturierungsvorrichtung kann eine Bestrahlungsvorrichtung aufweisen zum Emittieren von Strahlung in den Strukturierungsbereich. The thermal structuring device may comprise an irradiation device for emitting radiation into the structuring region.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Targetmaterial eine größere chemische Aktivität aufweisen als das Substrat und/oder als das Opfermaterial. According to various embodiments, the target material may have greater chemical activity than the substrate and / or as the sacrificial material.
Als chemische Aktivität kann die Fähigkeit (anschaulich das Bestreben) eines Materials verstanden werden mit anderen Materialien zu reagieren. Die chemische Aktivität kann die Geschwindigkeit repräsentieren, mit der die chemische Reaktion erfolgt. Je größer die chemische Aktivität eines Materials ist, desto schneller kann das Material chemisch reagieren und/oder mittels der chemischen Reaktion verbraucht werden. Die chemische Aktivität kann sich auf einen Referenzreaktanten beziehen, z.B. auf Sauerstoff und/oder ein lonenleiter (z.B. ein Elektrolyt). As a chemical activity, the ability (vividly the endeavor) of a material can be understood to react with other materials. The chemical activity can represent the rate at which the chemical reaction occurs. The greater the chemical activity of a material, the faster the material can chemically react and / or be consumed by the chemical reaction. The chemical activity may refer to a reference reactant, e.g. on oxygen and / or an ionic conductor (e.g., an electrolyte).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Targetmaterial eine größere elektrische Leitfähigkeit aufweisen als das Substrat und/oder als das Opfermaterial. Damit lassen sich beispielsweise elektrisch leitfähige Stege oder Leiterbahnen bilden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das strukturieren der Schicht mittels einerAccording to various embodiments, the target material may have a greater electrical conductivity than the substrate and / or as the sacrificial material. This makes it possible, for example, to form electrically conductive webs or printed conductors. According to various embodiments, the structure of the layer may be determined by means of a
Subtraktionslithographie erfolgen, z.B. mittels des Bestrahlens. Subtraction lithography, e.g. by means of irradiation.
Das Bestrahlen kann ein ganzflächiges Bestrahlen aufweisen, z.B. des Opfermaterial und des Targetmaterials. Beispielsweise kann das Opfermaterial mit ungefähr derselben Energiedichte bestrahlt sein oder werden wie das Targetmaterial. Alternativ oder zusätzlich kann in das The irradiation may have a whole-area irradiation, e.g. the sacrificial material and the target material. For example, the sacrificial material may be irradiated at approximately the same energy density or become as the target material. Alternatively or additionally, in the
Opfermaterial ungefähr dieselbe Energiedichte eingetragen sein oder werden wie in das  Sacrificial material about the same energy density or be registered as in the
Targetmaterial. Target material.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.
Es zeigen Figur 1A und Figur 1 B jeweils eine Feststoffpartikelemission in einem Verfahren gemäß Show it FIG. 1A and FIG. 1B each show a solid particle emission in a method according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen; Figur 2A, Figur 2B und Figur 2C jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß  various embodiments; FIG. 2A, FIG. 2B and FIG. 2C each show a method for structuring a layer according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen;  various embodiments;
Figur 3A, Figur 3B und Figur 3C jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß FIG. 3A, FIG. 3B and FIG. 3C each show a method for structuring a layer according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen;  various embodiments;
Figur 4A, Figur 4B und Figur 4C jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß 4A, 4B and 4C each show a method for structuring a layer according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen;  various embodiments;
Figur 5A, Figur 5B und Figur 5C jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß FIG. 5A, FIG. 5B and FIG. 5C each show a method for structuring a layer according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen;  various embodiments;
Figur 6A und Figur 6B jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen FIGS. 6A and 6B each show a method for structuring a layer according to various
Ausführungsformen; Figur 7A und Figur 7B jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen  Embodiments; FIGS. 7A and 7B each illustrate a method of patterning a layer according to various
Ausführungsformen;  Embodiments;
Figur 8A und Figur 8B jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen FIGS. 8A and 8B each show a method for structuring a layer according to various
Ausführungsformen;  Embodiments;
Figur 9A und Figur 9B jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen FIGS. 9A and 9B each illustrate a method of patterning a layer according to various
Ausführungsformen;  Embodiments;
Figur 10A und Figur 10B jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß FIG. 10A and FIG. 10B each show a method for structuring a layer according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen;  various embodiments;
Figur 11 A und Figur 11 B jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß 11A and 11B each show a method for structuring a layer according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen; Figur 12A, Figur 12B, Figur 12C und Figur 12D jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen; Figur 13A und Figur 13B jeweils eine Beschichtungsanordnung gemäß verschiedenen various embodiments; 12A, 12B, 12C and 12D each show a method of patterning a layer according to various embodiments; 13A and 13B each show a coating arrangement according to various
Ausführungsformen;  Embodiments;
Figur 14A und Figur 14B jeweils einen Energiespeicher gemäß verschiedenen Ausführungsformen; FIG. 14A and FIG. 14B each show an energy store according to various embodiments;
Figur 15A und Figur 15B jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß FIG. 15A and FIG. 15B each show a method for structuring a layer according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen;  various embodiments;
Figur 16A und Figur 16B jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß FIGS. 16A and 16B each show a method for structuring a layer according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen;  various embodiments;
Figur 17A und Figur 17B jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß 17A and 17B each show a method for structuring a layer according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen; Figur 18A und Figur 18B jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß  various embodiments; FIGS. 18A and 18B each show a method for structuring a layer according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen;  various embodiments;
Figur 19 eine Maske zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen; Figur 20A und Figur 20B jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß FIG. 19 shows a mask for structuring a layer according to various embodiments; FIGS. 20A and 20B each show a method for structuring a layer according to FIG
verschiedenen Ausführungsformen;  various embodiments;
Figur 21 A, Figur 21 B und Figur 21 C jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und 21A, 21B and 21C each show a method for structuring a layer according to various embodiments; and
Figur 22A, Figur 22B und Figur 22C jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen. FIGS. 22A, 22B and 22C each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof and in which is by way of illustration specific
Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa„oben",„unten",„vorne",„hinten",„vorderes",„hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. Embodiments are shown in which the invention can be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "rear", etc. is used with reference to the orientation of the described figure (s). Because components of embodiments can be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is illustrative and is in no way limiting. It will be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention departing. It should be understood that the features of the various exemplary embodiments described herein may be combined with each other unless specifically stated otherwise. The following detailed description is therefore not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie In the context of this description, the terms "connected", "connected" and
"gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. "coupled" is used to describe both a direct and indirect connection (e.g., resistive and / or electrically conductive, e.g., an electrically conductive connection), direct or indirect connection, and direct or indirect coupling.
Der Begriff "über" in Bezug auf abgeschiedenes Material oder einer Schicht daraus, welches "über" einer Seite oder Fläche gebildet wird, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen verstanden werden, als dass das abgeschiedene Material bzw. die Schicht "direkt auf, z.B. in direktem (z.B. körperlichem) Kontakt mit, der genannten Seite oder Fläche gebildet wird. Der Begriff "über" in Bezug auf ein abgeschiedenes Material bzw. der Schicht, welches "über" einer Seite oder Fläche gebildet wird, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen verstanden werden, als dass das abgeschiedene Material bzw. die Schicht "indirekt auf" der genannten Seite oder Fläche gebildet wird, wobei eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der genannten Seite oder Fläche und dem abgeschiedenen Material angeordnet sind oder werden. The term "over" with respect to deposited material or a layer thereof formed "over" a side or surface may be understood in accordance with various embodiments in that the deposited material or layer "directly on, eg in direct (e.g. The term "over" with respect to a deposited material or layer formed "over" a side or surface may be understood in accordance with various embodiments to be, for example, physical the deposited material or layer is formed "indirectly on" said side or surface with one or more additional layers disposed between said side or surface and the deposited material.
Der Begriff "seitlich" oder "lateral" mit Bezug auf die "seitliche" bzw. "laterale" Ausdehnung einer Struktur (oder eines Substrats, eines Wafer oder eines Trägers) oder "seitlich" bzw. "lateral" angrenzend, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden, um eine The term "lateral" or "lateral" with respect to the "lateral" or "lateral" extent of a structure (or a substrate, a wafer or a carrier) or "laterally" adjacent, according to various embodiments used to be one
Ausdehnung oder eine Lagebeziehung entlang einer Oberfläche eines Substrats, eines Wafers oder eines Trägers zu bezeichnen. Das bedeutet, dass eine Oberfläche eines Substrats (beispielsweise eine Oberfläche eines Trägers oder einer Oberfläche eines Wafers) als Referenz dienen kann, die allgemein als die Hauptbearbeitungsfläche des Substrats (oder die Hauptbearbeitungsfläche des Trägers oder Wafers) bezeichnet wird. Ferner kann der Begriff "Breite", der im Hinblick auf eine "Breite" einer Struktur (oder eines Strukturelements) verwendet wird, hier verwendet werden, um die seitliche (bzw. laterale) Ausdehnung einer Struktur zu bezeichnen. To denote expansion or a positional relationship along a surface of a substrate, a wafer, or a carrier. That is, a surface of a substrate (eg, a surface of a support or a surface of a wafer) may serve as a reference, commonly referred to as the main processing surface of the substrate (or the main processing surface of the carrier or wafer). Further, the term "width" used with respect to a "width" of a structure (or a structural element) may be used herein to denote the lateral (or lateral) extent of a structure.
Ferner kann der Begriff "Höhe", der in Bezug eine Höhe einer Struktur (oder eines Strukturelements) verwendet wird, hier verwendet werden, auf die Ausdehnung einer Struktur entlang einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche eines Substrats (z.B. senkrecht zu der Hauptbearbeitungsfläche eines Substrats) zu bezeichnen, d.h. eine vertikale Ausdehnung. Der Begriff "Dicke", der im Hinblick auf eine "Dicke" einer Schicht verwendet wird, kann hier verwendet werden, um die räumliche Ausdehnung der Schicht senkrecht zu der Oberfläche des Trägers (des Materials), auf dem die Schicht abgeschieden wird, zu bezeichnen, d.h. eine vertikale Ausdehnung. Wenn die Oberfläche des Trägers parallel zu der Oberfläche des Substrats (beispielsweise zu der Further, the term "height" used in relation to a height of a structure (or a structural element) may be used herein to extend a structure along a direction perpendicular to the surface of a substrate (eg, perpendicular to the main processing area of a substrate). to designate, ie a vertical extension. The term "thickness" used with respect to a "thickness" of a layer can be used herein to refer to the spatial Extension of the layer perpendicular to the surface of the support (material) on which the layer is deposited, ie a vertical extension. When the surface of the carrier is parallel to the surface of the substrate (for example, to the
Hauptbearbeitungsfläche) ist, kann die Dicke der auf dem Träger aufgebrachten Schicht gleich der Höhe der Schicht sein. Ferner kann eine "vertikale" Struktur eine Struktur bezeichnen, die sich in einer Richtung senkrecht zu der seitlichen Richtung (z.B. senkrecht zu der Main working surface), the thickness of the layer applied to the support may be equal to the height of the layer. Further, a "vertical" structure may denote a structure extending in a direction perpendicular to the lateral direction (e.g., perpendicular to the
Hauptbearbeitungsoberfläche eines Substrats) erstreckt, und eine "vertikale" Ausdehnung kann eine Ausdehnung entlang einer Richtung senkrecht zu einer lateralen Richtung (beispielsweise eine Ausdehnung senkrecht zu der Hauptbearbeitungsfläche eines Substrats) bezeichnen. Main processing surface of a substrate), and a "vertical" extent may be an extension along a direction perpendicular to a lateral direction (eg, an extension perpendicular to the main processing area of a substrate).
In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist. In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference numerals, as appropriate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zur Herstellung einer Schicht bereitgestellt, welche eine hohe spezifische Oberfläche aufweist. Das gemäß verschiedenenAccording to various embodiments, a method for producing a layer having a high specific surface area is provided. That according to different
Ausführungsformen bereitgestellte Verfahren vergrößert eine Wirtschaftlichkeit der Produktion einer damit hergestellten Vorrichtung. Embodiments provided method increases the economics of the production of a device made therewith.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Strukturieren einer dünnen porösen Schicht bereitgestellt. Die Schicht kann eine Dicke (vertikale Ausdehnung) in einem Bereich von ungefähr 1 nm (Nanometer) bis ungefähr 10 μιη (Mikrometer) aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 1 μιπ According to various embodiments, a method of patterning a thin porous layer is provided. The layer may have a thickness (vertical extension) in a range from about 1 nm (nanometers) to about 10 μm (microns), e.g. in a range of about 10 nm to about 1 μιπ
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass zur Herstellung eines According to various embodiments, it has been recognized that for the production of a
Energiespeichers, beispielsweise einer Lithium-Ion-Batterie, beispielsweise eines Feststoff- Energiespeichers, ein großer Bedarf nach wirtschaftlichen durchführbaren Prozessen besteht, um die Aktivmaterialien auf den Stromableiter (z.B. aufweisend eine Aluminiumfolie oder Kupferfolie, z.B. mit einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 4 μιη bis ungefähr 20 μιη) so einzurichten, dass diese besser an den Stromableiter ankoppeln, um so einen Performancegewinn zu erreichen. Energy storage, such as a lithium-ion battery, for example, a solid energy storage, there is a great need for economic feasible processes to the active materials on the current collector (for example, comprising an aluminum foil or copper foil, for example with a thickness in a range of about 4 μιη to about 20 μιη) so that they better connect to the current collector, so as to achieve a performance gain.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren bereitgestellt, welches ermöglicht, Oberflächen bzw. Grenzflächen für die Lithium-Interkalation zu erhöhen und/oder den Weg zu verkürzen, den die Elektronen durch die strukturierte Schicht nehmen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen lässt sich das Verfahren zum Strukturieren von Anoden- bzw. According to various embodiments, a method is provided which makes it possible to increase surfaces or interfaces for the lithium intercalation and / or to shorten the path that the electrons take through the structured layer. According to various embodiments, the method for patterning anode or
Kathodenmaterialien verwenden. Fig.lA und Fig.l B veranschaulichen jeweils eine Feststoffpartikelemission in einem Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Use cathode materials. FIGS. 1A and 1B each illustrate a solid particle emission in a method according to various embodiments in a schematic side view or
Querschnittsansicht 100a und einer schematischen Draufsicht 100b. Die Feststoffpartikelemission (auch als Fast Partikel Deposition, kurz„FPD", bezeichnet) kann aufweisen: Positionieren eines zu beschichtenden Substrats 102 in einem Vakuum und in Richtung (entgegen Richtung 105) eines Bereichs 104q (auch als Quellbereich 104q oder Feststoffpartikel- Quellbereich 104q bezeichnet), in dem Feststoffpartikel 104 angeordnet sind, mit denen das Substrat 102 beschichtet werden soll. Cross-sectional view 100a and a schematic plan view 100b. The solid particle emission (also referred to as Fast Particle Deposition, "FPD" for short) may include: positioning a substrate 102 to be coated in a vacuum and in the direction (opposite direction 105) of a region 104q (also referred to as source region 104q or solid particle source region 104q ), in which solid particles 104 are arranged, with which the substrate 102 is to be coated.
Die Feststoffpartikelemission kann ferner aufweisen: Einbringen von Elektronen in die The solid particle emission may further include: introducing electrons into the
Feststoffpartikel 104 zur elektrostatischen Aufladung der Feststoffpartikel 104 derart, dass eine durch die elektrostatische Aufladung bewirkte Kraft die Feststoffpartikel 104 voneinander trennt und in Richtung 105 des Substrats 102 beschleunigt zum Beschichten des Substrat 102 mit zumindest einem Teil der voneinander getrennten Feststoffpartikel 104. Die in Richtung 105 des Substrats 102 beschleunigten Feststoffpartikel 104 können einen Partikelstrom 1802 bilden. Solid particles 104 for electrostatic charging of the solid particles 104 such that a force caused by the electrostatic charge the solid particles 104 separated from each other and accelerated in the direction 105 of the substrate 102 for coating the substrate 102 with at least a portion of the separated solid particles 104. The direction of 105th of the substrate 102 accelerated solid particles 104 may form a particle stream 1802.
Die Feststoffpartikel 104 können als lose Schüttung (auch als Agglomerat bezeichnet) in dem Quellbereich 104q angeordnet sein oder werden. The solid particles 104 may or may not be arranged as loose fill (also referred to as agglomerate) in the source region 104q.
Beispielsweise können die Feststoffpartikel 104 in einem Parti kelbehälter 106 angeordnet sein oder werden, welcher eine zumindest teilweise elektrisch leitfähige Wandung aufweist. Optional kann das Einbringen der Elektronen in die Feststoffpartikel 104 indirekt über die Behälterwandung erfolgen. Mit anderen Worten kann das Einbringen von Elektronen in die Feststoffpartikel 104 aus der Behälterwandung erfolgen. Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass die Elektronen mittels der Behälterwandung (als Pfeile dargestellt) verteilt werden was eine elektrische Stromdichte, welche durch das Einbringen von Elektronen in die Feststoffpartikel 104 bewirkt wird, verringert. Somit kann anschaulich ein lokales Erwärmen der Feststoffpartikel 104 reduziert und/oder verhindert werden, z.B. ein dadurch bewirktes lokales Aufschmelzen oder Zusammensintern. For example, the solid particles 104 can be arranged in a particle container 106, which has an at least partially electrically conductive wall. Optionally, the introduction of the electrons into the solid particles 104 can take place indirectly via the container wall. In other words, the introduction of electrons into the solid particles 104 can take place from the container wall. This can be achieved, for example, that the electrons are distributed by means of the container wall (shown as arrows), which reduces an electrical current density, which is caused by the introduction of electrons into the solid particles 104. Thus, visually, local heating of the solid particles 104 can be reduced and / or prevented, e.g. a local meltdown or co-sintering effected thereby.
Im Rahmen dieser Beschreibung können die Feststoffpartikel 104 als Partikel (anschaulich Körner) verstanden werden, welche einen Feststoff aufweisen oder daraus gebildet sind, d.h. in einem festen Aggregatzustand vorliegende Materie (wobei die Materie mehrere Atome und/oder Moleküle aufweisen kann). Die Feststoffpartikel 104 können eine mittlere Ausdehnung (anschaulich In the context of this description, the solid particles 104 may be understood as particles (illustrative granules) having or being formed from a solid, i. matter in a solid aggregate state (where the matter may have multiple atoms and / or molecules). The solid particles 104 may have an average extent (illustrative
Partikelgröße) größer als 5 nm aufweisen, z.B. größer als 0,1 μιη, z.B. kleiner als 1 mm, z.B. kleiner als 500 μιη, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 500 μιη , z.B. in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 100 μιη, z.B. in einem Bereich von ungefähr 200 nm bis ungefähr 10 μιη, oder in einem Bereich von ungefähr 0,1 μιη bis ungefähr 1 mm, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 μιη bis ungefähr 500 μιη, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 μιη bis ungefähr 250 μηι. Die Feststoffpartikel 104 können anschaulich ein Granulat oder ein Pulver bilden, welches zumindest in dem Quellbereiche 104q angeordnet sein oder werden kann. Die Ausdehnung der Feststoffpartikel 104 kann deren gemittelte Ausdehnung sein, z.B. über alle Feststoffpartikel 104 gemittelt und/oder für jedes Feststoffpartikel 104 einzeln gemittelt. Die gemittelte Ausdehnung eines einzelnen Feststoffpartikels 104 kann anschaulich einem Durchmesser einer Kugel entsprechen, welche das Volumen des Feststoffpartikels 104 aufweist. Optional kann die Feststoffpartikelemission aufweisen: Abführen von Elektronen aus den Particle size) greater than 5 nm, for example, greater than 0.1 μιη, for example, less than 1 mm, for example less than 500 μιη, for example in a range of about 10 nm to about 500 μιη, for example in a range of about 100 nm about 100 μιη, for example in a range of about 200 nm to about 10 μιη, or in a range of about 0.1 μιη to about 1 mm, for example in a range of about 1 μιη to about 500 μιη, for example in a range of about 10 μιη to about 250 μηι. The solid particles 104 can illustratively form a granulate or a powder, which can be or can be arranged at least in the source region 104q. The expansion of the solid particles 104 may be their average extent, for example averaged over all solid particles 104 and / or averaged individually for each solid particle 104. The average extent of a single solid particle 104 may illustratively correspond to a diameter of a sphere having the volume of the solid particle 104. Optionally, the solid particle emission may include: removing electrons from the
Feststoffpartikeln 104 während des Einbringens von Elektronen in die Feststoffpartikel 104, wobei das Abführen gesteuert oder geregelt erfolgt, z.B. mittels einer Steuerung 108. Damit kann ein elektrisches Potential der Feststoffpartikel 104, welches durch das Einbringen von Elektronen bewirkt wird, gesteuert oder geregelt werden. Anschaulich kann ein Teil der elektrischen Ladung, welche durch das Einbringen von Elektronen in die Feststoffpartikel 104 eingebracht wird mittels des Abführens von Elektronen wieder abgeführt werden.  Solid particles 104 during the introduction of electrons into the solid particles 104, wherein the removal is controlled or regulated, e.g. by means of a controller 108. Thus, an electric potential of the solid particles 104, which is caused by the introduction of electrons, can be controlled or regulated. Clearly, a portion of the electrical charge, which is introduced by the introduction of electrons into the solid particles 104 by means of the discharge of electrons are removed again.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Steuerung 108 eine nach vorn gerichtete Steuerstrecke aufweisen und somit anschaulich eine Ablaufsteuerung implementieren, welche eine Eingangsgröße in eine Ausgangsgröße umsetzt. Die Steuerstrecke kann aber auch Teil einesAccording to various embodiments, a controller 108 may include a forward-looking control path, and thus illustratively implement a scheduler that converts an input into an output. The tax route can also be part of a
Regelkreises sein, so dass eine Regelung implementiert wird. Die Regelung weist im Gegensatz zu der reinen Vorwärts-Steuerung eine fortlaufende Einflussnahme der Ausgangsgröße auf die Eingangsgröße auf, welche durch den Regelkreis bewirkt wird (Rückführung). Gemäß Be a control loop, so that a scheme is implemented. The control has, in contrast to the pure forward control on a continuous influence of the output variable on the input variable, which is effected by the control loop (feedback). According to
verschiedenen Ausführungsformen kann anstatt der Steuerung eine Regelung verwendet werden. According to various embodiments, a control may be used instead of the control.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Einbringen gesteuert oder geregelt erfolgen, z.B. mittels der Steuerung 108. Damit kann ein elektrisches Potential der Feststoffpartikel 104, welches durch das Einbringen von Elektronen bewirkt wird, gesteuert oder geregelt werden. Optional kann die Feststoffpartikelemission ferner aufweisen: Verdampfen eines According to various embodiments, the introduction may be controlled or regulated, e.g. by the controller 108. Thus, an electric potential of the solid particles 104 caused by the introduction of electrons can be controlled. Optionally, the solid particulate emission may further include: evaporating a
Beschichtungsmaterials (auch als Co-Beschichtung bezeichnet) in Richtung des Substrats 102 zum Beschichten des Substrats 102 mit zumindest einem Teil des Beschichtungsmaterials. Wird eine Co- Beschichtung verwendet, können die Feststoffpartikel 104 das Opfermaterial aufweisen oder daraus gebildet sein und das Beschichtungsmaterial kann das Targetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise können das Beschichten des Substrats 102 mit zumindest dem Teil des Coating material (also referred to as co-coating) in the direction of the substrate 102 for coating the substrate 102 with at least a portion of the coating material. When a co-coating is used, the solid particles 104 may include or be formed from the sacrificial material, and the coating material may include or be formed from the target material. For example, coating the substrate 102 with at least the portion of the
Beschichtungsmaterials und das Beschichten des Substrats 102 mit zumindest dem Teil der voneinander getrennten Feststoffpartikel 104 einander zeitlich und/oder räumlich überlappen. Coating material and the coating of the substrate 102 with at least the part of the separated solid particles 104 overlap each other temporally and / or spatially.
Alternativ oder zusätzlich kann das Beschichten des Substrats 102 mit zumindest dem Teil des Beschichtungsmaterials nach dem Beschichten des Substrats 102 mit zumindest dem Teil der voneinander getrennten Feststoffpartikel 104 erfolgen. Alternatively or additionally, the coating of the substrate 102 with at least the part of the coating material after the coating of the substrate 102 with at least the part of the separated solid particles 104 may take place.
Alternativ können die Feststoffpartikel 104 das Targetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Akkumulator-Aktivmaterial, ein Solarzellen-Aktivmaterial, ein Katalysatormaterial und/oder ein Feststoffelektrolyt aufweisen. Dann kann das Substrat bereits mit dem Opfermaterial beschichtet sein. Beispielsweise kann das Beschichten des Substrats 102 mit dem Opfermaterial mittels einer vorangehenden Feststoffpartikelemission erfolgen, wie nachfolgend genauer beschrieben wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Beschichten des Substrats 102 mit dem Opfermaterial mittels einer vorangehenden Flüssigphasendeposition erfolgen (d.h. aus einer Flüssigphase und vor der Feststoffpartikelemission), wie nachfolgend genauer beschrieben wird. Alternatively, the solid particles 104 may include or be formed from the target material, e.g. an accumulator-active material, a solar cell active material, a catalyst material and / or a solid electrolyte. Then the substrate may already be coated with the sacrificial material. For example, the coating of the substrate 102 with the sacrificial material can be done by means of a preceding solid particle emission, as described in more detail below. Alternatively, or additionally, the coating of the substrate 102 with the sacrificial material may be by means of a preceding liquid phase deposition (i.e., from a liquid phase and prior to the solid particle emission), as described in more detail below.
Optional kann die Feststoffpartikelemission ferner aufweisen: Steuern und/oder Regeln (z.B. mittels einer Steuerung 108 bzw. Regelung) eines elektrischen Potentialunterschieds zwischen dem Substrat 102 und den Feststoffpartikeln 104. Werden die Feststoffpartikel 104 in einem Behälter 106 angeordnet, kann das elektrische Potential der Feststoffpartikel 104 dem elektrischen Potential desOptionally, the solid particulate emission may further comprise controlling and / or regulating (eg, by a controller 108) an electrical potential difference between the substrate 102 and the solid particles 104. When the solid particles 104 are placed in a container 106, the electric potential of the solid particles may be 104 the electric potential of the
Behälters 106 entsprechen. Beispielsweise kann ein elektrisches Potential des Substrats 102 und/oder ein elektrisches Potential der Feststoffpartikel 104 gesteuert und/oder geregelt werden. Beispielsweise kann eine an dem Substrat 102 angelegte elektrische Spannung (d.h. ein elektrischer Potentialunterschied zu einem elektrischen Bezugspotential) gesteuert oder geregelt werden. Container 106 correspond. For example, an electrical potential of the substrate 102 and / or an electrical potential of the solid particles 104 can be controlled and / or regulated. For example, an electrical voltage applied to the substrate 102 (i.e., an electrical potential difference to an electrical reference potential) may be controlled or regulated.
Alternativ oder zusätzlich kann eine an den Feststoffpartikeln 104 angelegte elektrische Spannung (d.h. ein elektrischer Potentialunterschied zu einem elektrischen Bezugspotential) gesteuert oder geregelt werden. Das elektrische Bezugspotential kann beispielsweise von einer Vakuumkammer bereitgestellt sein oder werden. Alternativ kann der elektrische Potentialunterschied zwischen Substrat 102 und Feststoffpartikel 104 auch floatend gesteuert oder geregelt werden (d.h. Alternatively or additionally, an electrical voltage applied to the solid particles 104 (i.e., an electrical potential difference to an electrical reference potential) may be controlled or regulated. The electrical reference potential may be provided by, for example, a vacuum chamber. Alternatively, the electrical potential difference between substrate 102 and solid particles 104 may also be controlled or controlled in a floating manner (i.e.
unabhängig von dem elektrischen Bezugspotential). independent of the electrical reference potential).
Wird eine Maske (vergleiche Fig.6A) verwendet, kann die Feststoffpartikelemission optional aufweisen: Steuern und/oder Regeln (z.B. mittels einer Steuerung 108 bzw. Regelung) eines elektrischen Potentialunterschieds zwischen der Maske und dem Substrat 102 und/oder den Feststoffpartikeln 104. Beispielsweise kann ein elektrisches Potential der Maske gesteuert und/oder geregelt werden. Beispielsweise kann eine an die Maske angelegte elektrische Spannung (d.h. ein elektrischer Potentialunterschied zu einem elektrischen Bezugspotential) gesteuert oder geregelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine an den Feststoffpartikeln 104 und/oder an dem Substrat 102 angelegte elektrische Spannung (d.h. ein elektrischer Potentialunterschied zu einem If a mask (see FIG. 6A) is used, the solid particle emission may optionally include: controlling and / or regulating (eg by means of a controller 108) an electrical potential difference between the mask and the substrate 102 and / or the solid particles 104 An electrical potential of the mask can be controlled and / or regulated. For example, an electrical voltage applied to the mask (ie, an electrical potential difference to an electrical reference potential) may be controlled or regulated become. Alternatively or additionally, an electrical voltage applied to the solid particles 104 and / or to the substrate 102 (ie, an electrical potential difference to a
elektrischen Bezugspotential) gesteuert oder geregelt werden. Alternativ kann der elektrische Potentialunterschied zwischen der Maske und dem Substrat 102 und/oder den Feststoffpartikeln 104 auch floatend gesteuert oder geregelt werden (d.h. unabhängig von dem elektrischen electrical reference potential) are controlled or regulated. Alternatively, the electrical potential difference between the mask and the substrate 102 and / or the solid particles 104 may also be controlled in a floating manner (i.e., independent of the electrical
Bezugspotential). Mittels des elektrischen Potentials der Maske kann eine Elektrophorese gesteuert und/oder geregelt werden.  Reference potential). By means of the electrical potential of the mask, electrophoresis can be controlled and / or regulated.
Die Elektrophorese kann den Vorgang der Bewegung (des Strömens) der Feststoffpartikel 104 durch das elektrische Feld bezeichnen. The electrophoresis may denote the process of moving (flowing) the solid particles 104 through the electric field.
Optional kann die Feststoffpartikelemission ferner aufweisen: Bewegen des Substrats 102 während dieses mit zumindest dem Teil der voneinander getrennten Feststoffpartikel 104 beschichtet wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Feststoffpartikelemission aufweisen: Bewegen der Maske (wenn verwendet) während das Substrat 102 mit zumindest dem Teil der voneinander getrennten Optionally, the solid particle emission may further include moving the substrate 102 while being coated with at least the portion of the separated solid particles 104. Alternatively, or additionally, the solid particle emission may include moving the mask (when used) while the substrate 102 is at least part of the separated ones
Feststoffpartikel 104 beschichtet wird. Solid particles 104 is coated.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 eine Elektrode eines According to various embodiments, the substrate 102 may be an electrode of a
Akkumulators, eines Kondensators, einer Brennstoffzelle oder eine Solarzelle aufweisen oder daraus gebildet sein. Accumulator, a capacitor, a fuel cell or a solar cell or be formed from it.
Beispielsweise kann das Targetmaterial ein Elektrolyt des Akkumulators oder einer Brennstoffzelle aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Elektrolyt kann beispielsweise ein Feststoffelektrolyt aufweisen oder daraus gebildet sein. For example, the target material may comprise or be formed from an electrolyte of the rechargeable battery or a fuel cell. The electrolyte may for example comprise or be formed from a solid electrolyte.
Alternativ kann das Substrat 102 beispielsweise ein Separator eines Akkumulators oder einer Brennstoffzelle aufweisen. Alternatively, the substrate 102 may include, for example, a separator of an accumulator or a fuel cell.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vorrichtung 152 zum Emittieren von According to various embodiments, a device 152 for emitting
Feststoffpartikeln 104 (auch als Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung 152 bezeichnet) eine Elektronenstrahlkanone 112 und einen Bereich 104q zum Aufnehmen der Feststoffpartikel 104 aufweisen. Das Einbringen der Elektronen kann mittels der Elektronenstrahlkanone 112 erfolgen, mittels derer ein Elektronenstrahl 112e in Richtung der Feststoffpartikel 104 emittiert wird. Ferner kann die Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung 152 die Steuerung 108 aufweisen, welche das Einbringen der Elektronen (mittels der Elektronenstrahlkanone 112) und/oder das Abführen derSolid particles 104 (also referred to as solid particle emission device 152) include an electron beam gun 112 and a portion 104q for receiving the solid particles 104. The introduction of the electrons can be effected by means of the electron beam gun 112, by means of which an electron beam 112 e is emitted in the direction of the solid particles 104. Furthermore, the solid particle emission device 152 may include the controller 108, which may include introducing the electrons (by means of the electron beam gun 112) and / or discharging the electrons
Elektronen steuert. Optional kann die Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung 152 einen Behälter 106 aufweisen, welcher den Bereich 104q aufweist. Fig.2A, Fig.2B und Fig.2C veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Electrons controls. Optionally, the solid particle emission device 152 may include a container 106 having the region 104q. FIGS. 2A, 2B and 2C each illustrate a method for structuring a layer according to various embodiments in a schematic side view or
Querschnittsansicht in 200a, 200c (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102) und einer Draufsicht in 200b (mit Blickrichtung auf die Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Cross-sectional view in 200a, 200c (viewed along a Hauptprozessierseite 102t of the substrate 102) and a plan view in 200b (facing the Hauptprozessierseite 102t of the substrate 102).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 200a, 200b aufweisen: According to various embodiments, the method in 200a, 200b may include:
Beschichten des Substrats 102 mit einer zu strukturierenden Schicht 202. Coating the substrate 102 with a layer 202 to be patterned.
Die zu strukturierende Schicht 202 kann ein Targetmaterial 202t und ein Opfermaterial 202o aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Beschichten kann derart erfolgen, dass das Opfermaterial 202o zeitlich vor dem Targetmaterial 202t und/oder gleichzeitig mit diesem über dem Substrat 102 angeordnet wird. The layer 202 to be patterned may include or be formed from a target material 202t and a sacrificial material 202o. The coating may be carried out in such a way that the sacrificial material 202o is arranged temporally in front of the target material 202t and / or simultaneously with it above the substrate 102.
Das Beschichten kann optional derart erfolgen, dass das Opfermaterial 202o in mehreren voneinander separierten Bereichen 204 der zu strukturierenden Schicht 202 angeordnet ist oder wird. Mit anderen Worten kann die zu strukturierende Schicht 202 mehrere Segmente 204 (auch als Opfersegmente 204 bezeichnet) aufweisen, welche das Opfermaterial 202o aufweisen oder daraus gebildet sind. The coating can optionally take place in such a way that the sacrificial material 202o is or will be arranged in a plurality of mutually separated regions 204 of the layer 202 to be structured. In other words, the layer 202 to be patterned may include a plurality of segments 204 (also referred to as sacrificial segments 204) that comprise or are formed from the sacrificial material 202o.
Einander benachbarte Bereiche der mehreren voneinander separierten Bereiche 204 können einen Abstand 204d voneinander aufweisen. Jeder Bereich der mehreren voneinander separierten Bereiche 204 kann eine Ausdehnung 204b (laterale Ausdehnung 204b) aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Abstand 204d einander benachbarter Bereiche der mehreren voneinander separierten Bereiche 204 größer sein als deren Ausdehnung 204b (entlang einer vertikalen Richtung 101 , 103). Eine laterale Ausdehnung kann verstanden werden, als eine Ausdehnung entlang einer Richtung, welcher entlang einer oder der Hauptprozessierseite 102t, 102b verläuft. Adjacent portions of the plurality of separated regions 204 may be spaced apart a distance 204d. Each region of the plurality of separated regions 204 may include an extension 204b (lateral extension 204b). According to various embodiments, the distance 204d of adjacent regions of the plurality of separated regions 204 may be greater than their extent 204b (along a vertical direction 101, 103). A lateral extent can be understood as an extension along a direction that runs along one or the main processing side 102t, 102b.
Optional können die mehreren voneinander separierten Bereiche 204 bzw. das Opfermaterial 202o freiliegen. Beispielsweise kann eine Dicke 202p der mehreren voneinander separierten Bereiche 204 bzw. des Opfermaterials 202o gleich oder größer sein zu einer mittleren Dicke 202d der zu strukturierenden Schicht 202 (mittleren Schichtdicke 202d) und/oder des Targetmaterials 202t. Beispielsweise können die mehreren voneinander separierten Bereiche 204 bzw. das Opfermaterial 202o aus der zu strukturierenden Schicht 202 hervorstehen. Eine Dicke kann im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als vertikale Ausdehnung, d.h. in Richtung senkrecht zu einer Optionally, the plurality of separated regions 204 and the sacrificial material 202o may be exposed. By way of example, a thickness 202p of the plurality of mutually separated regions 204 or of the sacrificial material 202o may be equal to or greater than an average thickness 202d of the layer 202 to be structured (mean layer thickness 202d) and / or of the target material 202t. For example, the multiple separated regions 204 and the sacrificial material 202o may protrude from the layer 202 to be patterned. A thickness can in the context of present description as a vertical extent, ie in the direction perpendicular to a
Oberfläche des Substrats 102 (auf einer Hauptprozessierseite 102t) gemessen, verstanden werden. Surface of the substrate 102 (on a main processing side 102t).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mittlere Dicke 202d der zu strukturierenden Schicht 202 in einem Bereich von ungefähr 10 μιη bis ungefähr 20 μιη liegen, z.B. wenn das Targetmaterial 202t ein Aktivmaterial aufweist. Gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen kann die mittlere Dicke 202d der zu strukturierenden Schicht 202 in einem Bereich von ungefähr 100 μιη bis ungefähr 200 μιη liegen, z.B. wenn das Targetmaterial 202t ein Elektrolyt (z.B. ein Flüssigelektrolyt) aufweist. Gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen kann die mittlere Dicke 202d der zu strukturierenden Schicht 202 in einem Bereich von ungefähr 10 μιη bis ungefähr 200 μιη liegen, z.B. wenn das Targetmaterial 202t ein Metall aufweist (z.B. zum Bilden von elektrisch leitfähigen Stegen oder Leiterbahnen). According to various embodiments, the average thickness 202d of the layer 202 to be patterned may be in a range from about 10 μιη to about 20 μιη, e.g. when the target material 202t has an active material. According to various other embodiments, the average thickness 202d of the layer 202 to be patterned may range from about 100 μιη to about 200 μιη, e.g. when the target material 202t has an electrolyte (e.g., a liquid electrolyte). According to various other embodiments, the average thickness 202d of the layer 202 to be patterned may be in a range from about 10 μιη to about 200 μιη, e.g. when the target material 202t comprises a metal (e.g., for forming electrically conductive lands or traces).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Beschichten derart erfolgen, dass zumindest zwischen den mehreren voneinander separierten Bereichen 204 das Targetmaterial 202t angeordnet wird. Beispielsweise kann das Opfermaterial 202o in das Targetmaterial 202t eingebettet sein oder werden, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird. According to various embodiments, the coating may be performed such that the target material 202t is disposed at least between the plurality of separated regions 204. For example, sacrificial material 202o may or may not be embedded in target material 202t, as described in more detail below.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zu strukturierende Schicht 202 mittels According to various embodiments, the layer 202 to be patterned may include
Feststoffpartikel 104 gebildet sein oder werden. Beispielsweise können die Feststoffpartikel 104 das Targetmaterial 202t aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Feststoffpartikel 104 das Opfermaterial 202o aufweisen oder daraus gebildet sein. Solid particles 104 may be formed or be. For example, the solid particles 104 may include or be formed from the target material 202t. Alternatively or additionally, the solid particles 104 may include or be formed from the sacrificial material 202o.
Zumindest ein Teil der Feststoffpartikel 104 (d.h. einige oder alle) können mittels einer At least a portion of the solid particles 104 (i.e., some or all) may be separated by means of a
Feststoffpartikelemission über (entlang der Prozessierrichtung 105) dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Teil der Feststoffpartikel 104 (d.h. einige oder alle) mittels einer Flüssigphase über dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden, z.B. aus eine Dispersion und/oder Suspension, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird. Die Feststoffpartikel 104 können beispielsweise Kolloide der Flüssigphase sein. Solid particulate emission via (along the processing direction 105) to the substrate 102 or be arranged. Alternatively or additionally, at least a portion of the solid particles 104 (i.e., some or all) may or may not be disposed above the substrate 102 by means of a liquid phase, e.g. from a dispersion and / or suspension, as will be described in more detail below. The solid particles 104 may be, for example, colloids of the liquid phase.
In 200c kann das Verfahren aufweisen: Entfernen des Opfermaterials 202o aus der zu In 200c, the method may include removing the sacrificial material 202o from the to
strukturierenden Schicht 202, so dass eine strukturierte Schicht 202 gebildet wird, indem die mehreren Bereiche 204 der Schicht 202 geöffnet werden. Optional kann das Verfahren in 200c ferner aufweisen: Beschichten der strukturierten Schicht 202 (nach dem Entfernen des Opfermaterials 202o). Fig.3A, Fig.3B und Fig.3C veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder patterning layer 202 so that a patterned layer 202 is formed by opening the plurality of regions 204 of the layer 202. Optionally, the method in 200c may further include: coating the patterned layer 202 (after removing the sacrificial material 202o). 3A, 3B and 3C each illustrate a method for patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
Querschnittsansicht in 300a, 300c (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102) und einer Draufsicht in 300b (mit Blickrichtung auf die Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Cross-sectional view in 300a, 300c (viewed along a Hauptprozessierseite 102t of the substrate 102) and a plan view in 300b (facing the main processing 102t of the substrate 102).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 300a, 300b aufweisen: According to various embodiments, the method in 300a, 300b may include:
Beschichten des Substrats 102 mit einer zu strukturierenden Schicht 202, z.B. ähnlich wie vorangehend beschreiben ist. Coating the substrate 102 with a layer 202 to be patterned, e.g. similar to the previous description.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Beschichten derart erfolgen, dass zwischen den mehreren voneinander separierten Bereichen 204 und über den mehreren voneinander separierten Bereichen 204 das Targetmaterial 202t angeordnet wird. Mit anderen Worten können die mehreren voneinander separierten Bereiche 204 bzw. das Opfermaterial 202o vergraben sein, z.B. mittels des Targetmaterials 202t Targetmaterial 202t teilweise bedeckt. Beispielsweise kann das Opfermaterial 202o in das Targetmaterial 202t eingebettet sein oder werden. According to various embodiments, the coating may be performed such that the target material 202t is disposed between the plurality of separated regions 204 and over the plurality of separated regions 204. In other words, the plurality of separated regions 204 and the sacrificial material 202o may be buried, e.g. partially covered by the target material 202t target material 202t. For example, the sacrificial material 202o may or may not be embedded in the target material 202t.
Die Dicke 202p der mehreren voneinander separierten Bereiche 204 bzw. des Opfermaterials 202o kann größer sein als ungefähr 75% der mittleren Dicke 202d der zu strukturierenden Schicht 202 und/oder des Targetmaterials 202t und/oder kleiner als die mittlere Dicke 202d der zu The thickness 202p of the plurality of separated regions 204 and the sacrificial material 202o may be greater than approximately 75% of the mean thickness 202d of the layer 202 to be patterned and / or the target material 202t and / or less than the average thickness 202d of the
strukturierenden Schicht 202 und/oder des Targetmaterials 202t. Beispielsweise kann eine Dicke 202d des Targetmaterials 202t, welches über den mehreren voneinander separierten Bereichen 204 bzw. über dem Opfermaterial 202o angeordnet ist, kleiner sein als die Dicke 202p der mehreren voneinander separierten Bereiche 204 bzw. des Opfermaterials 202o. patterning layer 202 and / or the target material 202t. For example, a thickness 202d of the target material 202t, which is arranged above the plurality of mutually separated regions 204 or over the sacrificial material 202o, may be smaller than the thickness 202p of the plurality of mutually separated regions 204 and the sacrificial material 202o, respectively.
In 300c kann das Verfahren aufweisen: Entfernen des Opfermaterials 202o aus der zu In 300c, the method may include removing the sacrificial material 202o from the to
strukturierenden Schicht 202, so dass die mehreren Bereiche 204 der Schicht 202 geöffnet werden. Das Entfernen des Opfermaterials 202o kann durch das Targetmaterial 202t hindurch erfolgen. Dazu kann das Opfermaterial 202o beispielsweise in einen gasförmigen Aggregatszustand überführt sein oder werden, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird. patterning layer 202 so that the multiple regions 204 of the layer 202 are opened. The removal of the sacrificial material 202o may be through the target material 202t. For this purpose, the sacrificial material 202o may, for example, be converted into a gaseous state of aggregation, or as will be described in more detail below.
Beim Entfernen des Opfermaterial 202o kann optional ein Teil des Targetmaterials 202t entfernt werden oder zumindest verformt werden. Dies kann die Oberfläche der strukturierten Schicht 202 vergrößern. When removing the sacrificial material 202o, optionally a portion of the target material 202t may be removed or at least deformed. This can increase the surface area of the patterned layer 202.
Fig.4A, Fig.4B und Fig.4C veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in 400a, 400c (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102) und einer Draufsicht in 400b (mit Blickrichtung auf die Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 400a, 400b aufweisen: 4A, 4B and 4C each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or Cross-sectional view in 400a, 400c (viewed along a Hauptprozessierseite 102t of the substrate 102) and a plan view in 400b (facing the Hauptprozessierseite 102t of the substrate 102). According to various embodiments, the method in 400a, 400b may include:
Beschichten des Substrats 102 mit einer zu strukturierenden Schicht 202, z.B. ähnlich wie vorangehend beschreiben ist. Coating the substrate 102 with a layer 202 to be patterned, e.g. similar to the previous description.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Beschichten derart erfolgen, dass zwischen den mehreren voneinander separierten Bereichen 204 und optional über den mehreren voneinander separierten Bereichen 204 das Targetmaterial 202t angeordnet wird, wie vorangehend beschrieben ist. According to various embodiments, the coating may be performed such that the target material 202t is arranged between the plurality of mutually separated regions 204 and optionally over the plurality of mutually separated regions 204, as described above.
Das Opfermaterial 202o kann eine erste Temperatur (auch als erste Übergangstemperatur bezeichnet) und/oder einen ersten Druck (auch als erster Übergangsdruck bezeichnet) aufweisen, bei dem dieses in einen gasförmigen Aggregatszustand übergeht. Analog kann das Targetmaterial 202t eine zweite Temperatur (auch als zweite Übergangstemperatur bezeichnet) und/oder einen zweiten Druck (auch als zweiter Übergangsdruck bezeichnet) aufweisen, bei dem dieses in einen gasförmigen Aggregatszustand übergeht. The sacrificial material 202o may have a first temperature (also referred to as a first transition temperature) and / or a first pressure (also referred to as a first transition pressure) in which the latter changes into a gaseous state of aggregation. Analogously, the target material 202t may have a second temperature (also referred to as a second transition temperature) and / or a second pressure (also referred to as a second transition pressure) in which the latter changes into a gaseous state of aggregation.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Opfermaterial 202o eine erste According to various embodiments, the sacrificial material 202o may be a first
Übergangstemperatur von weniger als ungefähr 500°C aufweisen, z.B. von weniger als ungefähr 400°C, z.B. von weniger als ungefähr 300°C, z.B. von weniger als ungefähr 200°C, z.B. von weniger als ungefähr 100°C. Transition temperature of less than about 500 ° C, e.g. less than about 400 ° C, e.g. less than about 300 ° C, e.g. less than about 200 ° C, e.g. less than about 100 ° C.
Im Allgemeinen kann die Übergangstemperatur eine Funktion des äußeren Drucks sein, so dass der Phasenraum eines Materials eine Vielzahl von Temperatur-Druck-Tupel aufweist, bei dem ein Material in den gasförmigen Zustand übergeht (z.B. sublimiert oder siedet), d.h. bei dem der Druck der Übergangsdruck ist und bei dem die Temperatur die Übergangstemperatur ist. Jedes der Temperatur-Druck-Tupel kann durch den Übergangsdruck bzw. die Übergangstemperatur eindeutig charakterisiert sein. Beispielsweise kann bei einer konstanten Temperatur der Druck reduziert werden, wobei beim Überschreiten des Übergangsdrucks das Material in den gasförmigen Zustand übergeht. Alternativ oder zusätzlich kann bei einem konstanten Druck die Temperatur erhöht werden, wobei beim Überschreiten der Übergangstemperatur das Material in den gasförmigen Zustand übergeht. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Übergangstemperatur kleiner sein als die zweite Übergangstemperatur, z.B. kleiner als ungefähr 75% der zweiten Übergangstemperatur, z.B. kleiner als ungefähr 50% der zweiten Übergangstemperatur, z.B. kleiner als ungefähr 25% der zweiten Übergangstemperatur, z.B. kleiner als ungefähr 10% der zweiten Übergangstemperatur, z.B. kleiner als ungefähr 5% der zweiten Übergangstemperatur. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Übergangsdruck kleiner sein als der erste Übergangsdruck, z.B. kleiner als ungefähr 75% des ersten Übergangsdrucks, z.B. kleiner als ungefähr 50% des ersten Übergangsdrucks, z.B. kleiner als ungefähr 25% des ersten Übergangsdrucks, z.B. kleiner als ungefähr 10% des ersten In general, the transition temperature may be a function of the external pressure such that the phase space of a material has a plurality of temperature-pressure tuples at which a material transitions to the gaseous state (eg, sublimates or boils), ie, the pressure of the Transient pressure is and where the temperature is the transition temperature. Each of the temperature-pressure tuples can be uniquely characterized by the transition pressure or transition temperature. For example, at a constant temperature, the pressure can be reduced, and when the transition pressure is exceeded, the material changes to the gaseous state. Alternatively or additionally, the temperature can be increased at a constant pressure, wherein the material passes into the gaseous state when the transition temperature is exceeded. According to various embodiments, the first transition temperature may be less than the second transition temperature, eg, less than about 75% of the second transition temperature, eg, less than about 50% of the second transition temperature, eg, less than about 25% of the second transition temperature, eg, less than about 10%. the second transition temperature, eg, less than about 5% of the second transition temperature. Alternatively or additionally, the second transitional pressure may be less than the first transitional pressure, eg, less than about 75% of the first transitional pressure, eg, less than about 50% of the first transitional pressure, eg, less than about 25% of the first transitional pressure, eg, less than about 10%. of the first
Übergangsdrucks, z.B. kleiner als ungefähr 5% des ersten Übergangsdrucks. Damit kann das Entfernen des Opfermaterials 202o erleichtert sein oder werden, z.B. wenn dieses in einen gasförmigen Aggregatszustand überführt wird. Transition pressure, e.g. less than about 5% of the first transition pressure. Thus, the removal of the sacrificial material 202o may be facilitated or, e.g. when this is converted into a gaseous state of aggregation.
In 400c kann das Verfahren aufweisen zum Entfernen des Opfermaterials 202o die zu In 400c, the process may include removing sacrificial material 202o
strukturierende Schicht 202 zu bestrahlen 402, z.B. gepulst. Das Bestrahlen 402 kann derart erfolgen, dass die zu strukturierende Schicht 202 auf die erste Übergangstemperatur gebracht wird oder darüber. Damit kann ein Überführen 432 des Opfermaterials 202o in den gasförmigen Zustand erfolgen. Beispielsweise kann das Opfermaterial 202o verdampfen oder sublimieren. patterning layer 202 to be irradiated 402, e.g. pulsed. The irradiation 402 may be performed such that the layer 202 to be patterned is brought to or above the first transition temperature. In this way, a transfer 432 of the sacrificial material 202o into the gaseous state can take place. For example, the sacrificial material 202o may vaporize or sublime.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das gepulste Bestrahlen 402 von der According to various embodiments, the pulsed irradiation 402 of the
Hauptprozessierseite 102t (auch als erste Hauptprozessierseite 102t bezeichnet) erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das gepulste Bestrahlen 402 von einer der ersten Hauptprozessierseite 102t gegenüberliegenden Hauptprozessierseite 102b (auch als zweite Hauptprozessierseite 102b bezeichnet) erfolgen. Das Bestrahlen der zweiten Hauptprozessierseite 102b kann erfolgen, wenn das Substrat 102 transparent ist und ebenso, wenn das Substrat 102 opak ist. Ein opakes Substrat 102 kann als Strahlungsabsorber dienen, so dass selbst ein transparentes Opfermaterial 202o in den gasförmigen Aggregatszustand überführt werden kann. Ein transparentes Substrat kann zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils benötigt werden, wobei beispielsweise eine Anzeige. Main processing side 102t (also referred to as first main processing side 102t). Alternatively or additionally, the pulsed irradiation 402 may take place from a main processing side 102b (also referred to as a second main processing side 102b) opposite the first main processing side 102t. The irradiation of the second main processing side 102b may occur when the substrate 102 is transparent and also when the substrate 102 is opaque. An opaque substrate 102 can serve as a radiation absorber, so that even a transparent sacrificial material 202o can be converted into the gaseous state of aggregation. A transparent substrate may be needed to fabricate an opto-electronic device, such as a display.
Optional kann das Bestrahlen 402 gepulst erfolgen. Optionally, the irradiation 402 may be pulsed.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bestrahlen 402 unter Verwendung zumindest einer gepulst betriebenen Bestrahlungsquelle erfolgen, z.B. zumindest einer Lichtquelle (z.B. According to various embodiments, the irradiation 402 may be performed using at least one pulsed irradiation source, e.g. at least one light source (e.g.
zumindest eines Laser, zumindest einer Lampe, zumindest einer Blitzlampe oder zumindest einer Leuchtdiode) oder mehrerer Lichtquellen erfolgen, wobei die Schicht mittels der Strahlung gepulst belichtet werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bestrahlen 402 unter Verwendung zumindest einer (z.B. gepulst oder kontinuierlich betriebenen) Elektronenstrahlquelle erfolgen, z.B. in Form einer Linienquelle, wobei die Schicht mittels der Strahlung gepulst belichtet werden kann. Die Elektronenstrahlquelle kann beispielsweise eine explizit abgestimmte Energiedichte bereitstellen. Das Bestrahlen mittels der Elektronenstrahlquelle kann beispielsweise unabhängig von den optischen Eigenschaften (z.B. von der Opazität) des Opfermaterials erfolgen bzw. ein geeignetes Bestrahlen (z.B. geeignet Eindringtiefe) unabhängig von den optischen Eigenschaften (z.B. von der Opazität) des Opfermaterials bereitstellen. Beispielsweise kann das gepulste Bestrahlen 402 mit einer Pulsdauer von jeweils bis zu 10 ms erfolgen. Beispielsweise kann die Pulsdauer der gepulsten Strahlung zum Bestrahlen 402 kürzer sein als 1 ms, z.B. kürzer als 0,1 ms oder kürzer als 100 s. Alternativ kann die gepulste Strahlung zum Bestrahlen eine Dauer (Impulsdauer) in einem Bereich von ungefähr 10 s bis ungefähr 10 ms aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 100 s bis ungefähr 1 ms, z.B. in einem Bereich von ungefähr 200 s bis ungefähr 500 s. at least one laser, at least one lamp, at least one flash lamp or at least one light-emitting diode) or multiple light sources, wherein the layer can be pulsed by means of the radiation. According to various embodiments, the irradiation 402 may be performed using at least one (eg pulsed or continuously operated) electron beam source, eg in the form of a line source, wherein the layer may be pulsed by the radiation. For example, the electron beam source may provide an explicitly tuned energy density. The irradiation by means of the electron beam source can, for example, take place independently of the optical properties (eg of the opacity) of the sacrificial material or provide suitable irradiation (eg suitable penetration depth) irrespective of the optical properties (eg of the opacity) of the sacrificial material. For example, the pulsed irradiation 402 can take place with a pulse duration of up to 10 ms each. For example, the pulse duration of the pulsed radiation for irradiation 402 may be shorter than 1 ms, for example shorter than 0.1 ms or shorter than 100 s. Alternatively, the pulsed radiation for irradiation may have a duration (pulse duration) in a range of about 10 s to about 10 ms, for example in a range of about 100 s to about 1 ms, for example in a range of about 200 s to about 500 s ,
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Erzeugen der gepulsten Strahlung zum Bestrahlen 402 mit einer Wiederholrate von mehr als 0,1 Hz, z.B. mit mehr als 1 Hz erfolgen. According to various embodiments, generating the pulsed radiation for irradiation 402 at a repetition rate greater than 0.1 Hz, e.g. with more than 1 Hz.
Beispielsweise kann das Erzeugen der gepulsten Strahlung zum Bestrahlen 402 mit einer Wiederholrate in einem Bereich zwischen ungefähr 10 Hz und ungefähr 0,1 Hz erfolgen. For example, generating the pulsed radiation for irradiation 402 may be at a repetition rate in a range between about 10 Hz and about 0.1 Hz.
Alternativ kann das Bestrahlen 402 kontinuierlich erfolgen. Alternatively, the irradiation 402 may be continuous.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bestrahlen 402 unter Verwendung zumindest einer kontinuierlich betriebenen Bestrahlungsquelle erfolgen, z.B. zumindest einer Lichtquelle (z.B. zumindest eines Laser, zumindest einer Lampe, zumindest einer Leuchtdiode) oder mehrerer Lichtquellen erfolgen, wobei die Schicht mittels der Strahlung kontinuierlich belichtet werden kann. Ein kontinuierliches Bestrahlen 402 kann alternativ oder zusätzlich mittels eines Ofens erfolgen. Der Ofen kann eingerichtet sein in einem thermischen Gleichgewicht thermische Strahlung According to various embodiments, the irradiation 402 may be performed using at least one continuously operated irradiation source, e.g. at least one light source (for example at least one laser, at least one lamp, at least one light-emitting diode) or a plurality of light sources, wherein the layer can be exposed continuously by means of the radiation. Continuous irradiation 402 may alternatively or additionally be done by means of a furnace. The furnace can be set up in a thermal equilibrium thermal radiation
(Wärmestrahlung zu emittieren). Die thermische Strahlung kann am Ort ihrer Entstehung im thermischen Gleichgewicht mit der Materie sein. (To emit heat radiation). The thermal radiation can be in thermal equilibrium with the matter at the place of its formation.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann alternativ oder zusätzliche zu dem Bestrahlen 402 ein Erwärmen der zu strukturierenden Schicht 202 mittels Induktion erfolgen. Dazu kann beispielsweise ein elektrisch leitfähiges Substrat 102 verwendet werden, in welches ein elektromagnetisches Wechselfeld eingekoppelt wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Eigenschaften (z.B. die Wellenlänge oder die kinetische Energie) der Strahlung 402 an die chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften (z.B. die Schichtdicke 202d oder die Absorptionseigenschaften) der zu strukturierenden Schicht 202 derart angepasst werden, dass die zu strukturierende Schicht 202 mittels des Bestrahlens 402 erwärmt werden kann und die zu strukturierende Schicht 202 zumindest teilweise strukturell verändert werden kann. Beispielsweise kann die gepulste Strahlung 402 monochromatisch sein oder die spektrale Verteilung gemäß einer Vorgabe (z.B. ein innerhalb eines bestimmten According to various embodiments, as an alternative or in addition to the irradiation 402, heating of the layer 202 to be patterned may be effected by induction. For this purpose, for example, an electrically conductive substrate 102 can be used, in which an electromagnetic alternating field is coupled. According to various embodiments, the properties (eg the wavelength or the kinetic energy) of the radiation 402 on the chemical composition and the properties (eg the layer thickness 202d or the absorption properties) of the layer 202 to be structured can be adapted such that the layer 202 to be patterned by means of the irradiation 402 can be heated and the layer 202 to be structured can be at least partially structurally changed. For example, the pulsed radiation 402 may be monochromatic or the spectral distribution according to a specification (eg, one within a certain one)
Frequenzbereichs, bzw. Wellenlängenbereichs, z.B. des sichtbaren Wellenlängenbereichs) mittels einer geeigneten Bestrahlungsquelle eingestellt werden. Optional kann die gepulste Strahlung 402 durch ein transparentes Substrat 102 hindurch geführt werden. Beispielsweise kann die Strahlung 402 eine Wellenlänge in einem Bereich von ungefähr 10 nm (Nanometer) bis ungefähr 10 mm (Millimeter) aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 1 mm. Frequency range, or wavelength range, e.g. of the visible wavelength range) can be adjusted by means of a suitable irradiation source. Optionally, the pulsed radiation 402 may be passed through a transparent substrate 102. For example, the radiation 402 may have a wavelength in a range of about 10 nm (nanometers) to about 10 mm (millimeters), e.g. in a range of about 100 nm to about 1 mm.
Optional kann eine Absorptionsschicht zwischen dem Substrat 102 und der zu strukturierenden Schicht 202 angeordnet sein oder werden. Die Absorptionsschicht kann einen größeren Optionally, an absorption layer may be disposed between the substrate 102 and the layer 202 to be patterned. The absorption layer can be a larger one
Absorptionskoeffizienten gegenüber dem Bestrahlen 402 aufweisen als das Opfermaterial 202o und/oder als das Substrat 102 (z.B. wenn das Substrat 102 transparent ist). Alternativ oder zusätzlich kann optional eine Absorptionsschicht über der zu strukturierenden Schicht 202 angeordnet sein oder werden. Mittels der einen oder den mehreren Absorptionsschichten kann eine verbesserte Strahlungsabsorption erreicht werden. Wird ein opakes Substrat 102 verwendet, kann auf eine Absorptionsschicht zwischen der zu strukturierenden Schicht 202 und dem Substrat 102 verzichtet werden. Anschaulich kann die Absorptionsschicht anschaulich mittels des opaken Substrats 102 bereitgestellt sein oder werden. Fig.5A, Fig.5B und Fig.5C veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder  Have absorption coefficients against the irradiation 402 as the sacrificial material 202o and / or as the substrate 102 (e.g., when the substrate 102 is transparent). Alternatively or additionally, an absorption layer can optionally be arranged above the layer 202 to be structured. By means of the one or more absorption layers, improved radiation absorption can be achieved. If an opaque substrate 102 is used, an absorption layer between the layer 202 to be patterned and the substrate 102 can be dispensed with. Clearly, the absorption layer can be or can be provided by means of the opaque substrate 102. 5A, 5B and 5C respectively illustrate a method for patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
Querschnittsansicht in 500a, 500c (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102) und einer Draufsicht in 500b (mit Blickrichtung auf die Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Cross-sectional view in 500a, 500c (viewed along a Hauptprozessierseite 102t of the substrate 102) and a plan view in 500b (facing the Hauptprozessierseite 102t of the substrate 102).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 500a, 500b zum Beschichten des Substrats 102 aufweisen, mehrere voneinander separierte Segmente 204 zu bilden, welche das Opfermaterial 202o aufweisen oder daraus gebildet sind. Zwischen den mehreren voneinander separierten Segmenten 204 kann das Substrat 102 freiliegen. According to various embodiments, the method in 500a, 500b for coating the substrate 102 may include forming a plurality of separate segments 204 having or forming the sacrificial material 202o. Between the plurality of separated segments 204, the substrate 102 may be exposed.
Die voneinander separierten Segmente 204 können eine Maske 902 (auch als Opfermaske 902 bezeichnet) bilden, welche einen zusammenhängenden Bereich 502o aufweist, in dem die Maske 902 geöffnet ist. Mit anderen Worten kann die Maske 902 eine zusammenhängende (z.B. The separated segments 204 may form a mask 902 (also referred to as sacrificial mask 902) having a contiguous region 502o in which the mask 902 is open. In other words, the mask 902 may be a contiguous (eg
wegzusammenhängende) Öffnung 502o aufweisen, welche das Substrat 102 freilegt. Mit anderen Worten kann das Opfermaterial 202o eine Maske 902 über dem Substrat 102 bilden, wobei die Maske 902 eine zusammenhängende Öffnung 204o aufweist, z.B. durch welche das Targetmaterial 102t hindurch oder zumindest hinein gelangen kann. path-coherent) opening 502o which exposes the substrate 102. In other words, the sacrificial material 202o may form a mask 902 over the substrate 102, the mask 902 having a continuous opening 204o, e.g. through which the target material 102t can pass or at least pass.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 500c aufweisen: Anordnen des Targetmaterials 202t über dem Substrat 102 und über den mehreren voneinander separierten Segmenten 204. Mit anderen Worten können die mehreren voneinander separierten Segmente 204 mit dem Targetmaterial 202t bedeckt sein oder werden. According to various embodiments, the method in 500c may include: placing the target material 202t over the substrate 102 and over the plurality of separated segments 204. In other words, the plurality of separated segments 204 may be covered with the target material 202t.
Fig.6A und Fig.6B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in 600a (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102) und einer Draufsicht in 600b (mit Blickrichtung auf die Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). 6A and 6B respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view in FIG. 600a (looking along a main processing side 102t of the substrate 102) and a plan view in FIG. 600b (looking toward the main processing side 102t of FIG Substrate 102).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 600a, 600b aufweisen, eine Maske 502 über dem Substrat 102 anzuordnen, z.B. zwischen dem Substrat 102 und einer Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung 152. Das Verfahren kann in einem Vakuum durchgeführt werden, d.h. bei einem Druck von weniger als 0,3 bar. Das Vakuum kann mittels einer According to various embodiments, the method in 600a, 600b may include placing a mask 502 over the substrate 102, e.g. between the substrate 102 and a solid particle emitting device 152. The process may be carried out in a vacuum, i. at a pressure of less than 0.3 bar. The vacuum can by means of a
Vakuumkammer bereitgestellt sein oder werden, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird.  Be provided or vacuum chamber, as will be described in more detail below.
Die Maske 502 kann mehrere Öffnungen 502o aufweisen, von denen einander benachbarte Öffnungen 502o der mehreren voneinander separierten Öffnungen 502o einen Abstand 504d voneinander aufweisen können. Jede Öffnung der mehreren voneinander separierten ÖffnungenThe mask 502 may have a plurality of openings 502o, of which adjacent openings 502o of the plurality of separated openings 502o may have a distance 504d from each other. Each opening of the several separated openings
502o kann eine Ausdehnung 512b (laterale Ausdehnung 512b) aufweisen. Optional kann der Abstand 204d einander benachbarter Öffnung der mehreren voneinander separierten Öffnungen 502o kleiner sein als deren Ausdehnung 512b (entlang einer vertikalen Richtung 101 , 103). Fig.7A und Fig.7B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in 700a, 700b (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). 502o may have an extension 512b (lateral extent 512b). Optionally, the distance 204d of adjacent openings of the plurality of separated openings 502o may be smaller than their extension 512b (along a vertical direction 101, 103). 7A and 7B respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view in 700a, 700b (looking along a main processing side 102t of the substrate 102).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 700a, 700b aufweisen: Emittieren von Feststoffpartikeln 104, z.B. mittels der Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung 152, in Richtung des Substrats 102. Zumindest ein Teil der emittierten Feststoffpartikel 104 kann durch die mehreren Öffnungen 502o hindurch gelangen. Die Feststoffpartikel 104 können das Targetmaterial 202t aufweisen oder daraus gebildet sein (auch als Targetmaterial-Feststoffpartikel 104t bezeichnet). According to various embodiments, the method in 700a, 700b may include emitting solid particles 104, eg, by means of the solid particle emission device 152, toward the substrate 102. At least a portion of the emitted solid particles 104 may pass through the plurality of solid particles 104 Pass through openings 502o. The solid particles 104 may include or be formed from the target material 202t (also referred to as target material particulate 104t).
In 700a kann das Verfahren aufweisen, die Maske 502 in einem Abstand 502d von dem Substrat 102 anzuordnen. Die Maske 502 in kann in 700a beispielsweise ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein. Nach dem Beschichten kann die Maske 502 zum Beschichten eines zusätzlichen Substrats 102 wieder verwendet werden (auch als Austauschmaske 502 bezeichnet). Optional kann die Maske 502 zwischen dem Beschichten mehrerer Substrate 102 gereinigt werden. In 700b kann das Verfahren aufweisen die Maske 902 in körperlichen Kontakt mit dem Substrat 102 anzuordnen. Die Maske 902 in kann in 700a beispielsweise das Opfermaterial 202o aufweisen oder daraus gebildet sein (auch als Opfermaske 902 bezeichnet). In 700b kann das Targetmaterial 202t eine größere Partikeldichte aufweisen als das Opfermaterial 202o. Alternativ oder zusätzlich kann das Targetmaterial 202t eine größere Porosität aufweisen als das Opfermaterial 202o. Anschaulich kann das mittels der Feststoffpartikel 104 bereitgestellt Targetmaterial 202t porös sein. Wird das Opfermaterial 202o entfernt, kann das poröse Targetmaterial 202t der Schicht 202 zurückbleiben. In 700a, the method may include placing mask 502 a distance 502d from substrate 102. The mask 502 in may include, for example, a metal in or formed from 700a. After coating, mask 502 may be reused to coat additional substrate 102 (also referred to as replacement mask 502). Optionally, the mask 502 may be cleaned between coating a plurality of substrates 102. In 700b, the method may include placing the mask 902 in physical contact with the substrate 102. The mask 902 in, for example, may include or be formed of the sacrificial material 202o at 700a (also referred to as sacrificial mask 902). In 700b, the target material 202t may have a larger particle density than the sacrificial material 202o. Alternatively or additionally, the target material 202t may have a greater porosity than the sacrificial material 202o. Clearly, the target material 202t provided by the solid particles 104 may be porous. When the sacrificial material 202o is removed, the porous target material 202t of the layer 202 may be left behind.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die strukturierte Schicht 202 (d.h. wenn das Opfermaterial 202o entfernt wurde) bzw. das Targetmaterial 202t porös sein, d.h. Hohlräume aufweisen. Beispielsweise kann die Schicht 202 bzw. das Targetmaterial 202t ein Netzwerk aus miteinander verbundenen Poren (Hohlräume) aufweisen, so dass diese gasdurchlässig ist. According to various embodiments, the patterned layer 202 (i.e., when the sacrificial material 202o has been removed) or the target material 202t may be porous, i. Have cavities. For example, the layer 202 or the target material 202t may have a network of interconnected pores (cavities) so that it is gas-permeable.
Beispielsweise kann die Schicht 202 bzw. das Targetmaterial 202t eine Porosität in einem Bereich von ungefähr 10% bis ungefähr 95% aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 25% bis ungefähr 75%, z.B. von größer als ungefähr 40%, z.B. von größer als ungefähr 50%, z.B. von größer als ungefähr 60%, z.B. von größer als ungefähr 70%. For example, the layer 202 or target material 202t may have a porosity in a range of about 10% to about 95%, e.g. in a range from about 25% to about 75%, e.g. greater than about 40%, e.g. greater than about 50%, e.g. greater than about 60%, e.g. greater than about 70%.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff porös oder Porosität bezogen auf einen Bereich oder einen Körper (z.B. die Schicht 202 oder das Substrat 102) verstanden werden, als dass der Bereich oder der Körper die Matrix und die Hohlräume aufweist. Gemäß verschiedenen According to various embodiments, the term porous or porosity relative to a region or body (e.g., layer 202 or substrate 102) may be understood as having the region or body comprising the matrix and the cavities. According to different
Ausführungsformen kann als Porosität eine dimensionslose Messgröße verstanden werden, welche das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen des Bereichs oder des Körpers bezeichnet. Eine Massendichte des Bereichs oder des Körpers kann mit steigender Porosität zunehmen, anschaulich da die Hohlräume berücksichtigt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff porös oder Porosität bezogen auf ein Material verstanden werden, als dass das Material eine feste Matrix bildet, in denen die Hohlräume angeordnet sind. Mit anderen Worten kann das Material als der Anteil des porösen Bereichs verstanden werden, welcher in einem festen Aggregatszustand vorliegt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann als Porosität des Materials eine dimensionslose Messgröße verstanden werden, welche das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen (Volumen des Materials und Volumen der Hohlräume) bezeichnet, welches die feste Matrix aufspannt. Embodiments may be understood as porosity a dimensionless measurand, which designates the ratio of void volume to total volume of the area or the body. A mass density of the area or the body can increase with increasing porosity, vividly because the cavities are taken into account. According to various embodiments, the term porous or porosity relative to a material can be understood as the material forming a solid matrix in which the cavities are arranged. In other words, the material may be considered the proportion of the porous area be understood, which is present in a solid state of aggregation. According to various embodiments, the porosity of the material may be understood to be a dimensionless measurand, which is the ratio of void volume to total volume (volume of material and volume of cavities) that the solid matrix spans.
Fig.8A und Fig.8B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in 800a, 800b (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 800a aufweisen: Erzeugen und/oder Erhalten eines elektrischen Feldes 802a zwischen dem Substrat 102 und der Maske 502. Das elektrische Feld 802a kann erzeugt und/oder erhalten werden, indem zwischen dem Substrat 102 und der Maske 502 ein elektrischer Potentialunterschied (d.h. eine elektrische Spannung) erzeugt und/oder erhalten wird, beispielsweise mittels der Steuerung 108. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Maske 502 ein elektrisch leifähiges Material aufweisen (z.B. eine8A and 8B respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view in Figs. 800a, 800b (viewed along a main processing side 102t of the substrate 102). According to various embodiments, the method in 800a may include generating and / or maintaining an electric field 802a between the substrate 102 and the mask 502. The electric field 802a may be generated and / or obtained by interposing between the substrate 102 and the mask 502 electrical potential difference (ie, an electrical voltage) is generated and / or obtained, for example by means of the controller 108. According to various embodiments, the mask 502 may comprise an electrically conductive material (eg
Beschichtung) oder daraus gebildet sein. Dies kann ein gleichmäßigeres elektrisches Feld 802a zur Folge haben. Coating) or be formed therefrom. This can result in a more uniform electric field 802a.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren in 800b aufweisen: Erzeugen und/oder Erhalten eines elektrischen Feldes 802b zwischen der Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung 152 und der MaskeAlternatively or additionally, the method in 800b may include: generating and / or maintaining an electric field 802b between the solid particle emission device 152 and the mask
502. Das elektrische Feld 802b kann erzeugt und/oder erhalten werden, indem zwischen der Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung 152 und der Maske 502 ein elektrischer Potentialunterschied (d.h. eine elektrische Spannung) erzeugt und/oder erhalten wird, beispielsweise mittels der Steuerung 108. 502. The electric field 802b may be generated and / or obtained by generating and / or obtaining an electrical potential difference (i.e., an electrical voltage) between the solid particle emitter 152 and the mask 502, such as by the controller 108.
Das elektrische Feld 802a, 802b kann es erleichtern, die Feststoffpartikel 104 durch die Öffnungen 502o der Maske hindurch zu leiten. Damit kann eine parasitäre Beschichtung der Maske 502 reduziert oder verhindert werden. Somit muss anschaulich ein Austauschen und Reinigen der Maske 502 seltener erfolgen, was Kosten spart. The electric field 802a, 802b may facilitate directing the solid particles 104 through the openings 502o of the mask. Thus, a parasitic coating of the mask 502 can be reduced or prevented. Thus, it will be clearer to replace and clean the mask 502 less frequently, which saves costs.
Optional kann das zweite elektrische Feld 802b derart eingerichtet sein, dass die Feststoffpartikel 104 in Richtung des Substrats 102 kollimiert werden, z.B. in Richtung der Öffnungen 502o der Maske. Alternativ oder zusätzlich kann das erste elektrische Feld 802b derart eingerichtet sein, dass die Feststoffpartikel 104 in Richtung des Substrats 102 kollimiert werden und/oder bleiben, z.B. aus Richtung der Öffnungen 502o der Maske. Fig.9A und Fig.9B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in 900a, 900b (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren zum Beschichten des Substrats 102 in 900a aufweisen, eine Austauschmaske 502 über dem Substrat 102 anzuordnen, z.B. zwischen dem Substrat 102 und einer Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung 152. Ferner kann das Verfahren in 900a aufweisen: Emittieren von Feststoffpartikeln 104o mittels der Feststoffpartikel- Emissionsvorrichtung 152 in Richtung des Substrats 102. Zumindest ein Teil der emittierten Feststoffpartikel 104o kann durch mehrere Öffnungen 502o der Austauschmaske 502 hindurch gelangen. Die Feststoffpartikel 104o können das Opfermaterial 202o aufweisen oder daraus gebildet sein (auch als Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o bezeichnet). Optionally, the second electric field 802b may be configured such that the solid particles 104 are collimated in the direction of the substrate 102, eg in the direction of the openings 502o of the mask. Alternatively or additionally, the first electric field 802b can be set up in such a way that the solid particles 104 are collimated and / or remain in the direction of the substrate 102, for example from the direction of the openings 502o of the mask. 9A and 9B respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view in Figs. 900a, 900b (viewed along a main processing side 102t of the substrate 102). According to various embodiments, the method of coating the substrate 102 in 900a may include disposing an exchange mask 502 over the substrate 102, eg, between the substrate 102 and a solid particle emitter 152. Further, the method in 900a may include emitting solid particles 104o by means of the Solid particulate emission device 152 in the direction of the substrate 102. At least a portion of the emitted solid particles 104o can pass through a plurality of openings 502o of the exchange mask 502 therethrough. The solid particles 104o may include or be formed from the sacrificial material 202o (also referred to as sacrificial material particulate 104o).
Mit anderen Worten können mehrere voneinander separierte Segmente 204 gebildet werden, welche Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o aufweisen oder daraus gebildet sind. Zwischen den mehreren voneinander separierten Segmenten 204 kann das Substrat 102 freiliegen. In other words, a plurality of mutually separated segments 204 may be formed, which have sacrificial material solid particles 104 o or are formed therefrom. Between the plurality of separated segments 204, the substrate 102 may be exposed.
Mittels der Austauschmaske 502 kann die Opfermaske 902 über dem Substrat 102 gebildet werden, welche mehrere Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o aufweisen oder daraus gebildet sein kann. By means of the replacement mask 502, the sacrificial mask 902 may be formed over the substrate 102, which may include or may be formed of a plurality of sacrificial material solid particles 104o.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren zum Beschichten des Substrats 102 in 900b aufweisen: Emittieren von Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o mittels der Feststoffpartikel- Emissionsvorrichtung 152 in Richtung des Substrats 102. Die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o in 900b können anschaulich größer sein als die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o in 900a. Die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o können in 900b voneinander separiert angeordnet sein oder werden, z.B. stochastisch. According to various embodiments, the method of coating the substrate 102 in FIG. 900b may include emitting sacrificial material particulate 104o by the solid particulate emission device 152 toward the substrate 102. The sacrificial particulate 104o in 900b may be illustratively larger than the sacrificial particulate 104o in 900a. The sacrificial material particulate 104o may be or may be separated from each other at 900b, e.g. stochastically.
Das Emittieren von Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o kann in 900b aufweisen, weniger The emission of sacrificial material particulate 104o may be in 900b, less
Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o in Richtung des Substrats 102 zu emittieren, als zur vollständigen Belegung des Substrats 102 nötig wären. Damit kann eine Partikeldichte von Sacrificial material particles 104o to emit in the direction of the substrate 102, as would be necessary to fully occupy the substrate 102. This allows a particle density of
Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o über dem Substrat 102 (z.B. eine Flächendichte, z.B. bezogen auf die Oberfläche des Substrats 102) kleiner sein als das Reziproke des dreifachen Quadrats des mittleren Partikeldurchmessers 204b der Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o. Das dreifache Quadrat des mittleren Partikeldurchmessers 204b kann anschaulich ungefähr die von einem Feststoffpartikel 104 belegte Fläche repräsentieren (genauer entspricht sie dem Produkt aus Pi und dem Quadrat des mittleren Partikeldurchmessers 204b). Die Partikeldichte von Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o über dem Substrat 102 kann anschaulich als Partialdichte verstanden werden (d.h. als partielle Dichte)- analog des Partialdrucks bei einem Gasgemisch. Beispielsweise kann die Partialdichte von Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o über dem Substrat 102 (z.B. bezogen das Gesamtvolumen) weniger als ungefähr 75% betragen, z.B. weniger als ungefähr 50%, z.B. weniger als ungefähr 25%. Sacrificial material particles 104o above the substrate 102 (eg, an areal density, eg, relative to the surface of the substrate 102) may be less than the reciprocal of three times the square of the mean particle diameter 204b of the sacrificial material particles 104o. The triple square of the mean particle diameter 204b may illustratively represent approximately the area occupied by a solid particle 104 (more precisely, it corresponds to the product of Pi and the square of the mean particle diameter 204b). The particle density of sacrificial material particles 104o above the substrate 102 can be clearly understood as a partial density (ie, as a partial density) - analogous to the partial pressure in a gas mixture. For example, the partial density of sacrificial particulate matter 104o over the substrate 102 (eg, total volume) may be less than about 75%, eg, less than about 50%, eg, less than about 25%.
Die Partikeldichte in Bezug auf Feststoffpartikel 104 (auch als Partikelflächendichte bezeichnet) kann verstanden werden, als eine Partikeldichte der Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o oder eine Partikeldichte der Targetmaterial-Feststoffpartikel 104. Die Partikeldichte kann größer werden, je kleiner der mittlere Partikeldurchmesser der Feststoffpartikel 104 ist, d.h. dass diese FeststoffpartikelThe particle density with respect to solid particles 104 (also referred to as particle surface density) can be understood as a particle density of the sacrificial material particles 104o or a particle density of the target material particles 104. The particle density can be increased the smaller the average particle diameter of the solid particles 104, ie that these solid particles
104 dann dichter gepackt sind. 104 are then packed tight.
Die Partikeldichte in Bezug auf eine Oberfläche, z.B. eines Substrats 102, kann verstanden werden als Flächendichte, d.h. als Verhältnis von Anzahl der Feststoffpartikel 104 zu dem von den The particle density with respect to a surface, e.g. of a substrate 102 can be understood as areal density, i. as the ratio of the number of solid particles 104 to that of the
Feststoffpartikeln 104 aufgespannten Anteil der Oberfläche, welche die Feststoffpartikel 104 belegen. Die Partikeldichte in Bezug auf einen Bereich, ein Material oder einen Körper (z.B. eine Schicht) kann verstanden werden als Volumendichte, d.h. als Verhältnis von Anzahl der Solid particles 104 spanned portion of the surface, which occupy the solid particles 104. The particle density with respect to a region, material or body (e.g., a layer) can be understood as volume density, i. as the ratio of number of
Feststoffpartikel 104 zu dem von den Feststoffpartikeln 104 aufgespannten Anteil des Volumens (des Bereichs, des Materials oder des Körpers), welche die Feststoffpartikel 104 belegen. Solid particles 104 to the proportion of the volume (the area, the material or the body) spanned by the solid particles 104, which occupy the solid particles 104.
Beispielsweise kann eine von den Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o belegter Teil der Oberfläche des Substrats 102, z.B. keiner sein als ungefähr 50%, z.B. kleiner als ungefähr 25%, z.B. kleiner als ungefähr 25%. Beispielsweise können mehrere voneinander separierte Segmente 204 gebildet werden, von denen jedes Segment 204 genau ein Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o aufweist oder daraus gebildet ist. Zwischen den mehreren voneinander separierten Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o kann das Substrat 102 freiliegen. Mit anderen Worten kann die Opfermaske 902 mehrere voneinander separierte Opfermaterial-For example, a portion of the surface of the substrate 102 occupied by the sacrificial material particulate 104o, e.g. none other than about 50%, e.g. less than about 25%, e.g. less than about 25%. For example, a plurality of mutually separated segments 204 may be formed, each segment 204 of which comprises or is formed from exactly one sacrificial particulate material 104o. Between the plurality of separated sacrificial particulate matter 104o, the substrate 102 may be exposed. In other words, the victim mask 902 may include a plurality of sacrificial material separated from each other.
Feststoffpartikel 104o aufweisen, welche über dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden können. Have solid particles 104o, which may be disposed above the substrate 102 or may be.
Fig.10A und Fig.10B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder FIGS. 10A and 10B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
Querschnittsansicht in 1000a, 1000b (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren zum Beschichten des Substrats 102 in 1000a, 1000b aufweisen: Emittieren von Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t, z.B. mittels der Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung 152, in Richtung des Substrats 102, welche mit dem Cross-sectional view in 1000a, 1000b (viewed along a Hauptprozessierseite 102t of the substrate 102). According to various embodiments, the method of coating the substrate 102 at 1000a, 1000b may include emitting solid particulate matter 104t, eg, by the solid particle emitter 152, toward the substrate 102, which may be coupled to the substrate 102
Opfermaterial 202o beschichtet ist. Sacrificial material 202o is coated.
In 1000b kann das Targetmaterial 202t eine größere Partikeldichte aufweisen als das Opfermaterial 202o. Alternativ oder zusätzlich können die Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t kleiner sein (d.h. eine kleineren mittleren Partikeldurchmesser aufweisen) als die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o. Alternativ oder zusätzlich kann das Targetmaterial 202t eine größere Porosität aufweisen als das Opfermaterial 202o. In 1000b, the target material 202t may have a larger particle density than the sacrificial material 202o. Alternatively or additionally, the target solid particles 104t may be smaller (i.e., have a smaller mean particle diameter) than the sacrificial solid 104o. Alternatively or additionally, the target material 202t may have a greater porosity than the sacrificial material 202o.
Wird das Targetmaterial 202t nach den Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o abgeschieden, kann sich das Targetmaterial 202t auch über den Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o anlagern. Dann können die mehreren voneinander separierten Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o vergraben sein, z.B. mittels des Targetmaterials 202t bedeckt, z.B. mittels der Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t bedeckt. Beispielsweise können die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o in das Targetmaterial 202t eingebettet sein. Die Partikelgröße 202p der mehreren voneinander separierten Opfermaterial- Feststoffpartikel 104o kann größer sein als ungefähr 75% der mittleren Dicke 202d der zu strukturierenden Schicht 202 und/oder des Targetmaterials 202t. If the target material 202t is deposited after the sacrificial material solid particles 104o, the target material 202t may also be deposited over the sacrificial material solid particles 104o. Then, the plurality of separated sacrificial particulate matter 104o may be buried, e.g. covered by the target material 202t, e.g. covered by the target material solid particles 104t. For example, the sacrificial material particulate 104o may be embedded in the target material 202t. The particle size 202p of the plurality of separated sacrificial particulate matter 104o may be greater than about 75% of the median thickness 202d of the layer 202 to be patterned and / or the target material 202t.
Wird das Targetmaterial 202t gleichzeitig mit dem Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o und/oder aus einer Flüssigphase abgeschieden, kann sich das Targetmaterial 202t vornehmlich neben den Opfermaterial-Feststoffpartikeln 104o anlagern. Dann können die mehreren voneinander separierten Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o aus der zu strukturierenden Schicht 202 hervorstehen. If the target material 202t is deposited simultaneously with the sacrificial material solid 104o and / or from a liquid phase, the target material 202t may accumulate primarily adjacent to the sacrificial material solid particles 104o. Then, the plurality of separated sacrificial material solid particles 104o may protrude from the layer 202 to be patterned.
Beispielsweise kann die Partikelgröße 202p der mehreren voneinander separierten Opfermaterial- Feststoffpartikel 104o gleich oder größer sein zu einer mittleren Dicke 202d der zu strukturierenden Schicht 202 (mittleren Schichtdicke 202d) und/oder des Targetmaterials 202t. Alternativ zu der Feststoffpartikelemission können die Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t aus einer Flüssigphase über dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden.  For example, the particle size 202p of the plurality of separated sacrificial material particles 104o may be equal to or greater than an average thickness 202d of the layer 202 to be structured (mean layer thickness 202d) and / or of the target material 202t. As an alternative to the solid particle emission, the target solid particles 104t may be or may be disposed of a liquid phase over the substrate 102.
Fig.11A und Fig.11 B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder 11A and 11B respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
Querschnittsansicht in 1100a, 1100b (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1100a aufweisen, die Cross-sectional view in 1100a, 1100b (viewed along a Hauptprozessierseite 102t of the substrate 102). According to various embodiments, the method in 1100a may include
Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o gepulst zu bestrahlen 402. Das Bestrahlen 402 kann derart eingerichtet sein, dass die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o auf die Übergangstemperatur gebracht werden oder mehr. Dabei können die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o verdampfen und/oder sublimieren. Pulsed irradiation of sacrificial material particles 104o 402. The irradiation 402 may be configured such that the sacrificial material solid particles 104o are brought to the transition temperature or more. In this case, the sacrificial material solid particles 104o can evaporate and / or sublimate.
Optional kann das gepulste Bestrahlen 402 beidseitig des Substrats erfolgen. Optionally, the pulsed irradiation 402 may be on both sides of the substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1100b aufweisen, das Substrat 102, über dem die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o angeordnet sind, mittels eines gasförmigen und/oder flüssigen Targetmaterials 1102 zu beschichten. In 1100b kann das Targetmaterial 202t mittels einer physikalischen Gasphasenabscheidung 1102, einer chemischen According to various embodiments, the method in 1100b may include coating the substrate 102, over which the sacrificial material solid particles 104o are disposed, with a gaseous and / or liquid target material 1102. In 1100b, the target material 202t may be formed by physical vapor deposition 1102, a chemical vapor deposition process
Gasphasenabscheidung (CVD) 1102, einer Atomlagendeposition (ALD) 1102, Plasmaspritzen 1102 oder einer Flüssigphasendeposition 1102 über dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden, z.B. alternativ zu den Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t. Chemical vapor deposition (CVD) 1102, atomic layer deposition (ALD) 1102, plasma spraying 1102, or liquid phase deposition 1102 may be disposed above the substrate 102, e.g. alternatively to the target material solid particles 104t.
Weiterhin (z.B. anschließend oder gleichzeitig) können die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o entfernt werden, z.B. nach dem Anordnen der Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o wie voranstehend beschrieben ist. Further (e.g., subsequently or simultaneously), sacrificial particulate matter 104o may be removed, e.g. after arranging the sacrificial material solid particles 104o as described above.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das gleichzeitige Entfernen (z.B. abhängig von Materialkombination und/oder Anwendung), d.h. gleichzeitig zu dem Anordnen der Opfermaterial- Feststoff partikel 104o, bereitgestellt sein oder werden, indem der thermische Wärmeeintrag des zum Anordnen der Targetmaterials 202t verwendeten Beschichtungsprozesses zum Entfernen der Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o verwendet wird. Mit anderen Worten kann mittels des According to various embodiments, simultaneous removal (e.g., depending on material combination and / or application), i. simultaneously with disposing the sacrificial material particulate 104o, may be provided by using the thermal input of the coating process used to dispose the target material 202t to remove the particulate sacrificial particulate 104o. In other words, by means of the
Anordnens des Targetmaterials 202t thermische Energie in die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o eingetragen werden derart, dass die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o auf die erste  Placing the target material 202t thermal energy in the sacrificial material particles 104o be entered such that the sacrificial material particulate 104o on the first
Übergangstemperatur gebracht werden oder darüber. Damit kann ein Überführen 432 der Transition temperature are brought or above. Thus, a transfer 432 of the
Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o in den gasförmigen Zustand erfolgen. Beispielsweise kann der Beschichtungsprozess eine Elektronenstrahlbeschichtung oder Plasmaspritzen aufweisen oder daraus gebildet sein. Damit kann auf einen zusätzlichen Schritt zum Entfernen der Opfermaterial- Feststoff partikel 104o verzichtet werden. Sacrificial material particles 104o in the gaseous state. By way of example, the coating process may include or be formed by electron beam coating or plasma spraying. This can be dispensed with 104o an additional step to remove the sacrificial material solids.
Fig.12A, Fig.12B, Fig.12C und Fig.12D veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Opfermaterial 202o in 1200a aus einer Flüssigphase 1602 prozessiert sein oder werden. Beispielsweise kann die Flüssigphase 1602 das Opfermaterial 202o und eine Flüssigkeit aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein flüssiges Lösungsmittel. Beispielsweise kann die Flüssigphase 1602 das Opfermaterial 202o Form eines Precursors oder die Targetmaterial-Feststoffpartikel 104o aufweisen. Alternativ kann die 12A, 12B, 12C and 12D respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view (viewed along a main processing side 102t of the substrate 102). According to various embodiments, the sacrificial material 202o may be or may be processed in 1200a from a liquid phase 1602. For example, the liquid phase 1602 may include or be formed from the sacrificial material 202o, such as a liquid solvent. For example, the liquid phase 1602 may have the sacrificial material 202o of a precursor or the target material solid particles 104o. Alternatively, the
Flüssigphase 1602 das Opfermaterial 202o flüssig aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. das geschmolzene Opfermaterial 202o. Die Flüssigphase 1602 kann mittels eines Druckprozesses über dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden, z.B. mittels eines Flüssigphasen-Verteilers 1202a, z.B. eines Druckkopfes 1202a oder eines Sprühers 1202a.  Liquid phase 1602 may include or be formed from the sacrificial material 202o, e.g. the molten sacrificial material 202o. The liquid phase 1602 may be or may be disposed over the substrate 102 by a printing process, e.g. by means of a liquid phase distributor 1202a, e.g. a printhead 1202a or a sprayer 1202a.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Targetmaterial 202t in 1200b aus einer Flüssigphase 1602 prozessiert sein oder werden. Die Flüssigphase 1602 kann das Targetmaterial 202t und eine Flüssigkeit aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein flüssiges Lösungsmittel. Beispielsweise kann die Flüssigphase 1602 das Opfermaterial 202o Form eines Precursors oder die Targetmaterial-Feststoffpartikel 104o aufweisen. Alternativ kann die Flüssigphase 1602 das Targetmaterial 202t flüssig aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. das geschmolzene According to various embodiments, the target material 202t may be or may be processed in 1200b from a liquid phase 1602. The liquid phase 1602 may include or be formed from the target material 202t and a liquid, e.g. a liquid solvent. For example, the liquid phase 1602 may have the sacrificial material 202o of a precursor or the target material solid particles 104o. Alternatively, the liquid phase 1602 may include or be formed of the target material 202t in liquid, e.g. the melted
Targetmaterial 202t. Die Flüssigphase 1602 kann mittels eines Druckprozesses über dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden, z.B. mittels eines Flüssigphasen-Verteilers 1202a, z.B. eines Druckkopfes 1202a oder eines Sprühers 1202a. Target material 202t. The liquid phase 1602 may be or may be disposed over the substrate 102 by a printing process, e.g. by means of a liquid phase distributor 1202a, e.g. a printhead 1202a or a sprayer 1202a.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o in 1200c aus einer Flüssigphase 1602 prozessiert sein oder werden. Die Flüssigphase 1602 kann die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o und eine Flüssigkeit aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein flüssiges Lösungsmittel. Optional kann die Flüssigphase 1602 das Targetmaterial 202t Form eines Precursors oder die Targetmaterial-Feststoffpartikel 104o aufweisen (siehe 1200d). Alternativ kann die Flüssigphase 1602 das Targetmaterial 202t flüssig aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. das geschmolzene Targetmaterial 202t. Die Flüssigphase 1602 kann mittels eines According to various embodiments, the sacrificial material particulate 104o may be or may be processed in 1200c from a liquid phase 1602. The liquid phase 1602 may include or be formed of the sacrificial material particulate 104o and a liquid, e.g. a liquid solvent. Optionally, the liquid phase 1602 may have the target material 202t in the form of a precursor or the target material solid particles 104o (see 1200d). Alternatively, the liquid phase 1602 may include or be formed of the target material 202t in liquid, e.g. the molten target material 202t. The liquid phase 1602 can by means of a
Druckprozesses über dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden, z.B. mittels eines Printing process can be placed over the substrate 102, e.g. by means of a
Flüssigphasen-Verteilers 1202a, z.B. eines Druckkopfes 1202a oder eines Sprühers 1202a. Liquid phase distributor 1202a, e.g. a printhead 1202a or a sprayer 1202a.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können in 1200d die Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t und die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o aus einer gemeinsamen Flüssigphase 1602 prozessiert sein oder werden. Die Flüssigphase 1602 kann die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o, die Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t und eine Flüssigkeit aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein flüssiges Lösungsmittel. Die Flüssigphase 1602 kann mittels eines Druckprozesses über dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden, z.B. mittels eines Flüssigphasen-Verteilers 1202a, z.B. eines Druckkopfes 1202a oder eines Sprühers 1202a. In 1200d kann die zu strukturierende Schicht 202 beispielsweise eine größere Partikeldichte an Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t als an Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o aufweisen. Mit anderen Worten kann das Targetmaterial 202t eine größere Partikeldichte aufweisen als das Opfermaterial 202o. Im Allgemeinen kann in 1200a, 1200b, 1200c, 1200d eine geeignete Flüssigphasendeposition 1202a, beispielsweise eine Sprühbeschichtung (auch bezeichnet als Aufsprühen Spray Coating), eine Vorhangbeschichtung (auch bezeichnet als Curtain Coating) und/oder eine Breitschlitzdüsen- Beschichtung (auch bezeichnet als Slot-Die-Coating), z.B. unter Verwendung einer optionalen Austauschmaske 502. According to various embodiments, in 1200d, the target solid particles 104t and the sacrificial solid particles 104o may or may be processed from a common liquid phase 1602. The liquid phase 1602 may include or be formed of the sacrificial material solid particles 104o, the target material solid particles 104t, and a liquid, eg, a liquid solvent. The liquid phase 1602 may be disposed over the substrate 102 by means of a printing process, for example by means of a liquid phase distributor 1202a, eg a printhead 1202a or a sprayer 1202a. In 1200d, the to be structured For example, layer 202 may have a larger particle density of target solid particles 104t than sacrificial solid particles 104o. In other words, the target material 202t may have a larger particle density than the sacrificial material 202o. In general, 1200a, 1200b, 1200c, 1200d may include a suitable liquid phase deposition 1202a, for example a spray coating (also referred to as spray coating), a curtain coating (also referred to as curtain coating) and / or a slot die coating (also referred to as a slot coating). Die-coating), eg using an optional replacement mask 502.
Fig.13A und Fig.13B veranschaulichen jeweils eine Beschichtungsanordnung 1300a, 1300b in einem Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). 13A and 13B respectively illustrate a coating arrangement 1300a, 1300b in a method according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view (viewed along a main processing side 102t of the substrate 102).
Das Beschichten des Substrats 102 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem Vakuum erfolgen, z.B. in einer Beschichtungsanordnung 1300a, 1300b. The coating of the substrate 102 may be done in a vacuum, e.g. in a coating arrangement 1300a, 1300b.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtungsanordnung 1300a, 1300b ein Vakuumkammergehäuse 802 aufweisen, in welcher ein Vakuum erzeugt und/oder erhalten werden kann. Das Vakuumkammergehäuse 802 kann dazu beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden. Das Vakuumkammergehäuse 802 kann eine oder mehrere Vakuumkammern aufweisen. Die oder jede Vakuumkammer kann einen oder mehrere Vakuumbereiche 306b, 308b bereitstellen. Die Vakuumkammern des Vakuumkammergehäuses 802 können optional zumindest teilweise gassepariert voneinander sein. According to various embodiments, the coating assembly 1300a, 1300b may include a vacuum chamber housing 802 in which a vacuum may be created and / or obtained. The vacuum chamber housing 802 can be, for example, airtight, dustproof and / or vacuum-tight set up or become. The vacuum chamber housing 802 may include one or more vacuum chambers. The or each vacuum chamber may provide one or more vacuum areas 306b, 308b. The vacuum chambers of vacuum chamber housing 802 may optionally be at least partially gas-separated from one another.
Ferner kann das Vakuumkammergehäuse 802 mit einem Pumpensystem 804 (aufweisend zumindest eine Hochvakuumpumpe) gekoppelt sein. Das Pumpensystem 804 kann eingerichtet sein, dem Vakuumkammergehäuse 802 ein Gas (z.B. das Prozessgas) zu entziehen, so dass innerhalb des Vakuumkammergehäuses 802 ein Vakuum (d.h. ein Druck kleiner als 0,3 bar) und/oder ein Druck in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10-3 mbar (mit anderen Worten Feinvakuum) und/oder ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10-3 mbar bis ungefähr 10-7 mbar (mit anderen Worten Hochvakuum) oder ein Druck von kleiner als Hochvakuum, z.B. kleiner als ungefähr 10-7 mbar (mit anderen Worten Ultrahochvakuum) bereitgestellt sein oder werden kann. Further, the vacuum chamber housing 802 may be coupled to a pump system 804 (including at least one high vacuum pump). The pump system 804 may be configured to extract a gas (eg, the process gas) from the vacuum chamber housing 802 such that within the vacuum chamber housing 802 there is a vacuum (ie, a pressure less than 0.3 bar) and / or a pressure in a range of approximately one mbar to about 10- 3 mbar (in other words, a fine vacuum) and / or a pressure in a range from about 10- 3 mbar to about 10 -7 mbar (in other words, high vacuum) or a pressure less than the high vacuum, for example less than can be provided about 10- 7 mbar (in other words ultra-high vacuum) or.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtungsanordnung 1300a, 1300b eine Gaszuführung 1716 aufweisen. Mittels der Gaszuführung 1716 kann dem Vakuumkammergehäuse 802 ein Prozessgas zugeführt werden zum Bilden einer Prozessatmosphäre in dem According to various embodiments, the coating assembly 1300a, 1300b may include a gas supply 1716. By means of the gas supply 1716, the vacuum chamber housing 802 a process gas are supplied to form a process atmosphere in the
Vakuumkammergehäuse 802. Das Prozessgas kann z.B. ein Inertgas aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Prozessgas Stickstoff, Wasserstoff, Argon und/oder Kohlenstoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Prozessdruck kann sich aus einem Gleichgewicht an Prozessgas bilden, welches mittels der Gaszuführung 1716 zugeführt und mittels des Pumpensystems 804 entzogen wird. Vacuum chamber housing 802. The process gas may e.g. have or be formed from an inert gas. Alternatively or additionally, the process gas may comprise or be formed from nitrogen, hydrogen, argon and / or carbon. The process pressure can be formed from a balance of process gas, which is supplied by means of the gas supply 1716 and withdrawn by means of the pump system 804.
Ferner kann das Vakuumkammergehäuse 802 derart eingerichtet sein, dass die Further, the vacuum chamber housing 802 may be configured such that the
Vakuumbedingungen (die Prozessbedingungen) innerhalb des Vakuumkammergehäuses 802 (z.B. Prozessdruck, Prozesstemperatur, chemische Prozessgaszusammensetzung, usw.) gestellt oder geregelt werden können (z.B. lokal), z.B. während des Beschichtens, z.B. mittels einer Steuerung 108. Beispielsweise kann mittels des Vakuumkammergehäuses 802 zumindest ein Vakuumbereich 306b, 308b, z.B. mehrere Vakuumbereiche 306b, 308b mit voneinander verschiedenen Vacuum conditions (the process conditions) within the vacuum chamber housing 802 (e.g., process pressure, process temperature, chemical process gas composition, etc.) may be set or regulated (e.g., locally), e.g. during coating, e.g. For example, by means of vacuum chamber housing 802, at least one vacuum region 306b, 308b, e.g. a plurality of vacuum areas 306b, 308b having different from each other
Vakuumbedingungen, bereitgestellt sein oder werden. Vacuum conditions, be provided or be.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung 108 zum Steuern und/oder Regeln einer optionalen Substrat-Temperiervorrichtung 1124 (z.B. aufweisend eine Heizvorrichtung und/oder ein Kühlvorrichtung) eingerichtet sein, so dass eine Prozesstemperatur (z.B. des Substrat 102 und/oder des Prozessgases), beispielsweise während des Prozessierens (z.B. während des Beschichtens), gesteuert und/oder geregelt werden kann. Beispielsweise kann die Steuerung 108 eingerichtet sein zum Steuern und/oder Regeln einer elektrischen Leistung, welche der Substrat- Temperiervorrichtung 1124 zugeführt, und/oder einer thermischen Leistung, welche von dieser abgeführt wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung 108 zum Steuern und/oder Regeln der Gaszuführung 1716 und/oder des Pumpensystems 804 eingerichtet sein, so dass ein According to various embodiments, the controller 108 may be configured to control and / or regulate an optional substrate temperature control device 1124 (eg, including a heater and / or a cooling device) such that a process temperature (eg, of the substrate 102 and / or the process gas), for example during processing (eg during coating), controlled and / or regulated. For example, the controller 108 may be configured to control and / or regulate electrical power supplied to the substrate temperature control device 1124 and / or thermal power dissipated therefrom. According to various embodiments, the controller 108 may be configured to control and / or regulate the gas supply 1716 and / or the pump system 804, such that a
Prozessdruck und/oder eine Prozessgaszusammensetzung gesteuert und/oder geregelt werden kann. Beispielsweise kann die Steuerung 108 zum Steuern und/oder Regeln eines Process pressure and / or a process gas composition can be controlled and / or regulated. For example, the controller 108 may be for controlling and / or regulating a
Normvolumenstroms an Prozessgas eingerichtet sein, welche mittels der Gaszuführung 1716 zugeführt und/oder mittels des Pumpensystems 804 entzogen wird. Standard volume flow to be adjusted to process gas, which is supplied by means of the gas supply 1716 and / or extracted by means of the pump system 804.
In dem Vakuumkammergehäuse 802 (z.B. in einer erste Vakuumkammer) kann zumindest ein Vakuumbereich 306b, z.B. ein erster Vakuumbereich 306b, angeordnet sein. Ferner kann in dem Vakuumkammergehäuse 802 (z.B. in der ersten Vakuumkammer) eine Feststoffpartikel- Emissionsvorrichtung 152 angeordnet sein zum Emittieren von Feststoffpartikeln 104 (z.B. die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o und/oder die Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t) in den ersten Vakuumbereich 306b hinein. Mit anderen Worten kann die Feststoffpartikelemission in einem Vakuum erfolgen. Der erste Vakuumbereich 306b kann ein Beschichtungsbereich 306b sein. In the vacuum chamber housing 802 (eg in a first vacuum chamber) at least one vacuum region 306b, eg a first vacuum region 306b, may be arranged. Further, in the vacuum chamber housing 802 (eg, in the first vacuum chamber), a solid particle emitting device 152 may be arranged to emit solid particles 104 (eg, the sacrificial material particulate 104o and / or the target particulate matter 104t) into the particulate matter first vacuum area 306b inside. In other words, the solid particle emission can occur in a vacuum. The first vacuum region 306b may be a coating region 306b.
In dem Vakuumkammergehäuse 802 (z.B. in einer zweiten Vakuumkammer oder in der ersten Vakuumkammer) kann zumindest ein zusätzlicher Vakuumbereich 308b, z.B. ein zweiter In the vacuum chamber housing 802 (e.g., in a second vacuum chamber or in the first vacuum chamber), at least one additional vacuum region 308b, e.g. a second
Vakuumbereich 308b angeordnet sein. Ferner kann in dem Vakuumkammergehäuse 802 (z.B. in der zweiten Vakuumkammer) eine thermisch-Strukturierungsvorrichtung 308 angeordnet sein zum Strukturieren der zu strukturierenden Beschichtung 202 (auch als zu strukturierenden Schicht 202 bezeichnet) des Substrats 102. Beispielsweise kann die thermisch-Strukturierungsvorrichtung 308 zum Bereitstellen von Strahlung, z.B. von gepulster Strahlung (auch als Strahlungspulse bezeichnet) eingerichtet sein. Der zweite Vakuumbereich 308b kann ein Strukturierungsbereich 308b sein.  Vacuum area 308b may be arranged. Furthermore, a thermal structuring device 308 may be arranged in the vacuum chamber housing 802 (eg in the second vacuum chamber) for structuring the coating 202 to be structured (also referred to as layer 202 to be structured) of the substrate 102. For example, the thermal structuring device 308 may be used to provide Radiation, eg be arranged by pulsed radiation (also referred to as radiation pulses). The second vacuum region 308b may be a patterning region 308b.
Beispielsweise kann die thermisch-Strukturierungsvorrichtung 308 mindestens eine For example, the thermal structuring device 308 may include at least one
Bestrahlungsvorrichtung aufweisen, beispielsweise eine Lichtquelle (z.B. ein Laser, eine Lampe, eine Blitzlampe oder eine Röntgenquelle), einen Wärmestrahlungsquelle oder eine Teilchenquelle (z.B. ein Elektronenquelle oder eine Protonenquelle). Die mindestens eine Bestrahlungsvorrichtung kann eine gepulst oder eine kontinuierlich betriebene Bestrahlungsvorrichtung sein. Mit anderen Worten kann mittels der mindestens einen thermisch-Strukturierungsvorrichtung 308 eine gepulste oder eine kontinuierliche Strahlung 402 (z.B. elektromagnetische Strahlung, wie Licht, Irradiation device, for example, a light source (e.g., a laser, a lamp, a flash lamp, or an X-ray source), a heat radiation source, or a particle source (e.g., an electron source or a proton source). The at least one irradiation device may be a pulsed or a continuously operated irradiation device. In other words, by means of the at least one thermal structuring device 308, pulsed or continuous radiation 402 (for example electromagnetic radiation, such as light,
Wärmestrahlung und/oder Teilchenstrahlung, wie Elektronenstrahlung und/oder lonenstrahlung) erzeugt werden, beispielsweise ein kontinuierlicher Elektronenstrahl 402 mittels einer Heat radiation and / or particle radiation, such as electron radiation and / or ion radiation) are generated, for example, a continuous electron beam 402 by means of a
Elektronenstrahlkanone (z.B. mittels einer Linienquelle) oder ein gepulster Lichtblitz 402 mittels einer Blitzlampe (z.B. einer Gasentladungslampe oder einer Leuchtdiode). Die thermisch-Strukturierungsvorrichtung 308 kann beispielsweise eine oder mehrere Blitzlampen aufweisen oder daraus gebildet sein. Die oder jede Blitzlampe kann eine Gasentladungslampe aufweisen, welche gepulst betrieben wird, z.B. mittels der Steuerung 108. Zum gepulsten Betreiben der oder jeder Gasentladungslampe, kann ein Strompuls durch die Gasentladungslampe hindurch entladen werden. Electron beam gun (e.g., by a line source) or a pulsed flash of light 402 by means of a flashlamp (e.g., a gas discharge lamp or a light emitting diode). For example, thermal patterning device 308 may include or be formed from one or more flash lamps. The or each flashlamp may comprise a gas discharge lamp which is pulsed, e.g. by means of the controller 108. For pulsed operation of the or each gas discharge lamp, a current pulse may be discharged through the gas discharge lamp.
Mittels der thermisch-Strukturierungsvorrichtung 308 kann ein schnelles thermisches Bearbeiten (Tempern) der zu strukturierenden Schicht 202 erfolgen (z.B. schnelle thermische Bearbeitung - RTA, z.B. mittels einer Blitzlampe). By means of the thermal structuring device 308, rapid thermal processing (annealing) of the layer 202 to be patterned can be carried out (for example rapid thermal processing - RTA, for example by means of a flash lamp).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung 108 zum Steuern und/oder Regeln der Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung 152 und/oder der thermisch-Strukturierungsvorrichtung 308 eingerichtet sein, z.B. indem diese eine Materialmenge und/oder thermische Energie (z.B. Strahlungsenergie) steuert und/oder regeln welche pro Zeit in Richtung 105 des Substrats 102 emittiert wird. According to various embodiments, the controller 108 may be configured to control and / or regulate the solid particle emission device 152 and / or the thermal patterning device 308, eg by controlling a quantity of material and / or thermal energy (eg Radiation energy) controls and / or regulate which is emitted per time in the direction 105 of the substrate 102.
Ferner kann die Beschichtungsanordnung 1300a eine Abwickelwalze 502a zum Abwickeln eines Substrat 102 aufweisen, so dass das Substrat 102 in den zumindest einen Vakuumbereich 306b, 308b hineingebracht wird. Ferner kann die Beschichtungsanordnung 1300a eine Aufwickelwalze 502b zum Aufwickeln des Substrat 102 aufweisen, welches aus dem den zumindest einen Furthermore, the coating arrangement 1300a may include an unwinding roll 502a for unwinding a substrate 102, such that the substrate 102 is introduced into the at least one vacuum region 306b, 308b. Furthermore, the coating arrangement 1300a may comprise a take-up roll 502b for winding up the substrate 102, which comprises the at least one
Vakuumbereich 306b, 308b herausgebracht wird. Mit anderen Worten kann das Substrat 102 von Rolle-zu-Rolle prozessiert werden. Vacuum range 306b, 308b is brought out. In other words, the substrate 102 may be processed from roll-to-roll.
Ferner kann die Beschichtungsanordnung 1300a eine Vielzahl von Transportrollen 508 aufweisen, welche einen Transportpfad definieren, entlang dessen das Substrat 102 (z.B. ein bandförmiges Substrat) zwischen der Abwickelwalze 502a und der Aufwickelwalze 502b durch den zumindest einen Vakuumbereich 306b, 308b hindurch transportiert wird, z.B. in eine Transportrichtung 102s. Further, the coating assembly 1300a may include a plurality of transport rollers 508 defining a transport path along which the substrate 102 (e.g., a belt-shaped substrate) is transported between the unwind roll 502a and the take-up roll 502b through the at least one vacuum region 306b, 308b, e.g. in a transport direction 102s.
Alternativ dazu kann die Beschichtungsanordnung 1300b eine Vielzahl von Transportrollen 508 aufweisen, welche zum Transportieren eines plattenförmigen Substrat 102 in die Transportrichtung 102s eingerichtet sind. Das plattenförmige Substrat 102 kann, z.B. auf den Transportrollen 508 aufliegend und/oder in einen Substratträger eingelegt, transportiert werden. Alternatively, the coating assembly 1300b may include a plurality of transport rollers 508 configured to transport a plate-shaped substrate 102 in the transport direction 102s. The plate-shaped substrate 102 may, e.g. on the transport rollers 508 resting and / or inserted into a substrate carrier transported.
Ferner kann die Beschichtungsanordnung 1300a, 1300b ein Antriebssystem 518 aufweisen, welches zumindest mit einem Teil der Vielzahl von Transportrollen 508, und optional mit der Abwickelwalze 502a und der Aufwickelwalze 502b, gekoppelt 518k ist. Beispielsweise kann das Antriebssystem 518 mittels Ketten 518k, Riemen 518k oder Zahnrädern 518k mit den Rollen 508, 502a, 502b gekoppelt sein. Die Transportrollen 508 und das Antriebssystem 518 können Teil der Further, the coating assembly 1300a, 1300b may include a drive system 518 which is coupled to at least a portion of the plurality of transport rollers 508, and optionally to the unwind roll 502a and take-up roll 502b, 518k. For example, the drive system 518 may be coupled to the rollers 508, 502a, 502b by means of chains 518k, belts 518k or gears 518k. The transport rollers 508 and the drive system 518 may be part of the
Positionierungsvorrichtung sein. Positioning device be.
Die Steuerung 108 kann zum Steuern 518k und/oder Regeln 518k des Antriebssystems 518 eingerichtet sein, z.B. zum Steuern 518k und/oder Regeln 518k einer Transportgeschwindigkeit und/oder einer Position des Substrats 102 während des Beschichtens und/oder Bestrahlens, z.B. auf Grundlage eines Beschichtungsfortschritts und/oder eines Strukturierungsfortschritts. The controller 108 may be configured to control 518k and / or regulate 518k the drive system 518, e.g. for controlling 518k and / or regulating 518k a transport speed and / or position of the substrate 102 during coating and / or irradiation, e.g. based on a coating progress and / or a structuring progress.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtungsanordnung 1300a, 1300b optional zumindest eine Substratvorbehandlung-Vorrichtung 310 (d.h. eine oder mehrere According to various embodiments, the coating assembly 1300a, 1300b may optionally include at least one substrate pretreatment device 310 (i.e., one or more
Substratvorbehandlung-Vorrichtungen 310) aufweisen zum Vorbehandeln des Substrats 102, z.B. zum chemischen Aktivieren des Substrats 102. Beispielsweise kann die zumindest eine Substrate pretreatment devices 310) for pretreating the substrate 102, e.g. for chemically activating the substrate 102. For example, the at least one
Substratvorbehandlung-Vorrichtungen 310 eingerichtet sein, das Substrat 102 chemisch zu aktivieren, z.B. dessen Oberfläche chemisch zu aktivieren, das Substrat 102 zu Reinigen und/oder das Substrat 102 zu ätzen. Substrate pretreatment devices 310 may be configured to chemically attach the substrate 102 for example, to chemically activate its surface, to clean the substrate 102, and / or to etch the substrate 102.
Beispielsweise kann die zumindest eine Substratvorbehandlung-Vorrichtungen 310 eine For example, the at least one substrate pretreatment device 310 may include a
Ätzvorrichtung aufweisen oder daraus gebildet sein zum Ätzen des Substrats 102. Alternativ oder zusätzlich kann die zumindest eine Substratvorbehandlung-Vorrichtung 310 zumindest eine Sputterätzquelle, zumindest eine Plasmaquelle, zumindest eine Glimmvorrichtung und/oder zumindest eine Ätzgasquelle aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann das Vorbehandeln des Substrats 102 aufweisen, das Substrat 102 mittels Sputterätzens; lonenätzens und/oder Glimmens zu behandeln. Alternatively or additionally, the at least one substrate pretreatment device 310 may comprise or be formed from at least one sputter etching source, at least one plasma source, at least one glow device and / or at least one etching gas source. For example, pretreating the substrate 102 may include sputter etching the substrate 102; ion etching and / or smoldering.
Optional kann mittels der zumindest einen Substratvorbehandlung-Vorrichtung 310 ein Wasserfilm von dem Substrat 102 entfernt werden. Alternativ oder zusätzlich mittels der Substratvorbehandlung- Vorrichtung 310 eine Anzahl offener chemischer Bindungen des Substrats 102 (auch als chemische Aktivierung bezeichnet) vergrößert werden, was z.B. die Haftung und die Ausbildung der zu strukturierenden Schicht 202 auf dem Substrat 102 verbessern kann. Optionally, by means of the at least one substrate pretreatment device 310, a water film can be removed from the substrate 102. Alternatively or additionally, by means of the substrate pretreatment apparatus 310, a number of open chemical bonds of the substrate 102 (also referred to as chemical activation) may be increased, e.g. can improve adhesion and formation of the layer 202 to be patterned on the substrate 102.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Substratnachbehandlung-Vorrichtung 310 verwendet werden, um das Substrat 102 aufweisend die strukturierte Beschichtung 202 (auch als strukturierte Schicht 202 bezeichnet) nachzubehandeln, z.B. ähnlich zu dem Vorbehandeln. Beispielsweise kann das Substrat 102 aufweisend die geöffnete Schicht 202 selektiv geheizt (z.B. getempert) und/oder geätzt werden. Alternatively or additionally, a substrate aftertreatment device 310 may be used to post-treat the substrate 102 comprising the patterned coating 202 (also referred to as patterned layer 202), e.g. similar to the pretreatment. For example, the substrate 102 having the opened layer 202 may be selectively heated (e.g., annealed) and / or etched.
Optional kann die Maske 502 (wenn verwendet) mittels der Positionierungsvorrichtung gelagert sein oder werden. Die Positionierungsvorrichtung kann beispielsweise eingerichtet sein, die Maske in dem Beschichtungsbereich 306b zu bewegen. Beispielsweise kann die Steuerung 108 eingerichtet sein, die Maske 502 und das Substrat 102 mit einer gleichen Geschwindigkeit und/oder in dieselbe Richtung 102s zu transportieren. Fig.14A veranschaulicht einen Energiespeicher 1400a in einem Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder einer schematischen Optionally, the mask 502 may be stored (if used) by means of the positioning device. For example, the positioning device may be configured to move the mask in the coating area 306b. For example, the controller 108 may be configured to transport the mask 502 and the substrate 102 at a same speed and / or in the same direction 102s. 14A illustrates an energy store 1400a in a method according to various embodiments in a schematic side view or a schematic one
Querschnittsansicht (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Cross-sectional view (viewed along a Hauptprozessierseite 102t of the substrate 102).
Der Energiespeicher 1400a kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine erste Elektrode 1012 aufweisen, welche ein erstes chemisches Potential aufweist. Die erste Elektrode 1012 kann ein flächenförmiges Substrat 102 (z.B. aufweisend Kupfer oder daraus gebildet) aufweisen. Das flächenförmige Substrat 102 kann eine Folie und/oder eine Platte aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Folie kann beispielsweise eine Dicke von weniger als ungefähr 100 μιη aufweisen, z.B. von weniger als ungefähr 50 μιπ Energy storage 1400a may include, according to various embodiments, a first electrode 1012 having a first chemical potential. The first electrode 1012 may include a sheet-like substrate 102 (eg, including or formed from copper). The sheet-like substrate 102 may include or be formed from a film and / or a plate be. The film may, for example, have a thickness of less than about 100 μm, for example less than about 50 μm
Ferner kann die erste Elektrode 1012 ein Aktivmaterial 1012a aufweisen, welches über dem flächenförmigen Substrat 102 angeordnet ist. Das Aktivmaterial 1012a der ersten Elektrode 1012 (auch als erstes Aktivmaterial 1012a bezeichnet) kann das erste chemische Potential der ersten Elektrode 1012 bereitstellen. Das erste Aktivmaterial 1012a kann beispielsweise Lithium-Eisen- Phosphat (LFPO) aufweisen oder daraus gebildet sein (z.B. in einem Lithium-Eisen-Phosphat- Energiespeicher 1400a), Lithium-Mangan-Oxid (LMO) aufweisen oder daraus gebildet sein (z.B. in einem Lithium-Mangan-Oxid-Energiespeicher 1400a) oder Lithium-Titanat (LTO) (z.B. wenn die erste Elektrode 1012 eine Anode ist) aufweisen oder daraus gebildet sein (z.B. in einem Lithium- Titanat-Energiespeicher 1400a), Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan-Oxid (LNCM) aufweisen oder daraus gebildet sein, Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminium-Oxid (LNCA) aufweisen oder daraus gebildet sein oder Lithium-Cobalt-Oxid (LiCoO) aufweisen oder daraus gebildet sein (z.B. in einem Lithium-Cobalt- Oxid-Energiespeicher 1400a). Für Lithium-Ionen-Energiespeicher 1400a kann das Aktivmaterial 1012a auch als Lithiumverbindung-Aktivmaterial 1012a bezeichnet werden. Furthermore, the first electrode 1012 may comprise an active material 1012a, which is arranged above the planar substrate 102. The active material 1012a of the first electrode 1012 (also referred to as the first active material 1012a) may provide the first chemical potential of the first electrode 1012. The first active material 1012a may, for example, comprise or be formed from lithium iron phosphate (LFPO) (for example in a lithium iron phosphate energy storage 1400a), lithium manganese oxide (LMO) or be formed therefrom (eg in one) Lithium-manganese-oxide energy storage 1400a) or lithium titanate (LTO) (eg when the first electrode 1012 is an anode) or formed therefrom (eg in a lithium titanate energy storage 1400a), lithium nickel cobalt Manganese oxide (LNCM) or be formed from it, have lithium-nickel-cobalt-aluminum oxide (LNCA) or be formed from or have lithium cobalt oxide (LiCoO) or be formed therefrom (eg in a lithium cobalt - oxide energy storage 1400a). For lithium ion energy storage 1400a, the active material 1012a may also be referred to as lithium compound active material 1012a.
Das erste Aktivmaterial 1012a kann optional mittels einer ersten strukturierten Schicht 202 gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann das erste Aktivmaterial 1012a in Form von Feststoffpartikeln 104 bereitgestellt sein oder werden. The first active material 1012a may optionally be provided by a first patterned layer 202 according to various embodiments. Alternatively or additionally, the first active material 1012a may or may not be provided in the form of solid particles 104.
Ferner kann der Energiespeicher 1400a eine zweite Elektrode 1022 aufweisen, welche ein zweites chemisches Potential aufweist. Zwischen der ersten Elektrode 1012 und der zweiten Elektrode 1022 kann sich eine elektrische Spannung ausbilden, z.B. wenn der Energiespeicher 1400a geladen ist oder wird, welche ungefähr der Differenz zwischen dem ersten chemischen Potential und dem zweiten chemischen Potential entspricht. Furthermore, the energy store 1400a may have a second electrode 1022, which has a second chemical potential. Between the first electrode 1012 and the second electrode 1022, an electric voltage may be formed, e.g. when the energy storage 1400a is or becomes charged, which approximately corresponds to the difference between the first chemical potential and the second chemical potential.
Optional kann der Energiespeicher 1400a mittels einer Verkapselung 1030 verkapselt sein oder werden, welche die ersten Elektrode 1012 und die zweite Elektrode 1022 umgibt. Die zweite Elektrode 1022 und die erste Elektrode 1022 können gemeinsam verkapselt sein oder werden. Optionally, the energy storage 1400a may be encapsulated by an encapsulation 1030 surrounding the first electrode 1012 and the second electrode 1022. The second electrode 1022 and the first electrode 1022 may be or may be encapsulated together.
Ein Paar aus zweiter Elektrode 1022 und erster Elektrode 1022 kann auch als Energiespeicherzelle bezeichnet werden. Optional kann der Energiespeicher 1400a mehrere Energiespeicherzelle aufweisen. A pair of second electrode 1022 and first electrode 1022 may also be referred to as an energy storage cell. Optionally, the energy storage 1400a may include a plurality of energy storage cells.
Das Substrat 102 kann anschaulich einen flächenförmigen Träger 102 für den Stromsammler aufweisen oder daraus gebildet sein, zum Abgreifen der elektrischen Ladungen mittels des Stromsammlers, welche durch einen lonenaustausch zwischen der ersten Elektrode 1012 der ersten Elektrode 1022 und der zweiten Elektrode 1022 erfolgt, z.B. wenn sich der Energiespeicher 1400a entlädt. Die Ionen, welche sich zwischen der ersten Elektrode 1012 und der zweiten Elektrode 1022 bewegen (lonenaustausch), können eine Umwandlung von gespeicherter chemischer Energie (z.B. wenn der Energiespeicher 1400a geladen ist) in elektrische Energie bewirken, wobei die elektrische Energie eine elektrische Spannung an den Kontakten 1012k, 1022k (siehe Fig.5B) bereitstellt. The substrate 102 may illustratively comprise or be formed from a sheet-like carrier 102 for the current collector, for picking up the electrical charges by means of the Current collector, which takes place through an ion exchange between the first electrode 1012 of the first electrode 1022 and the second electrode 1022, for example, when the energy storage 1400a discharges. The ions that move between the first electrode 1012 and the second electrode 1022 (ion exchange) may cause a conversion of stored chemical energy (eg, when the energy storage 1400a is charged) into electrical energy, where the electrical energy applies an electrical voltage to the Contacts 1012k, 1022k (see Fig. 5B).
Die Verkapselung 1030 kann beispielsweise ein Polymer aufweisen oder daraus gebildet sein. Optional kann die Verkapselung 1030 eine Metallisierung und/oder einen Kontakts 1012k, 1022k aufweisen. For example, encapsulation 1030 may include or be formed from a polymer. Optionally, encapsulant 1030 may include a metallization and / or a contact 1012k, 1022k.
Fig.14B veranschaulicht eine Energiespeicher 1400b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). 14B illustrates an energy storage device 1400b according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view (viewed along a main processing side 102t of the substrate 102).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Elektrode 1022 analog zu der ersten Elektrode 1012 eingerichtet sein oder werden, wie im Folgenden genauer beschrieben wird. Die zweite Elektrode 1022 kann ein flächenförmiges Substrat 102 (z.B. aufweisend Kupfer oder daraus gebildet) aufweisen, z.B. eine Folie ähnlichen wie die Folie der ersten Elektrode 1012. According to various embodiments, the second electrode 1022 may be or may be configured analogous to the first electrode 1012, as described in more detail below. The second electrode 1022 may comprise a sheet-like substrate 102 (e.g., comprising copper or formed therefrom), e.g. a foil similar to the foil of the first electrode 1012.
Ferner kann die zweite Elektrode 1022 ein zweites Aktivmaterial 1022a aufweisen, welches auf dem flächenförmigen Substrat 102 der zweiten Elektrode 1022 angeordnet wird oder ist, wobei das zweite Aktivmaterial 1022a das zweite chemische Potential der zweiten Elektrode 1022 bereitstellt. Das zweite Aktivmaterial 1022a kann optional mittels einer zweiten strukturierten Schicht 202 gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Aktivmaterial 1022a in Form von Feststoffpartikeln 104 bereitgestellt sein oder werden. Further, the second electrode 1022 may include a second active material 1022 a disposed on the sheet-like substrate 102 of the second electrode 1022, the second active material 1022 a providing the second chemical potential of the second electrode 1022. The second active material 1022a may optionally be provided by a second patterned layer 202 according to various embodiments. Alternatively or additionally, the second active material 1022a may or may be provided in the form of solid particles 104.
Das zweite Aktivmaterial 1022a der zweiten Elektrode 1022 (z.B. die Anode) kann sich von dem ersten Aktivmaterial 1012a der ersten Elektrode 1012 unterscheiden. Das zweite Aktivmaterial 1022a kann beispielsweise Graphit (oder Kohlenstoff in einer anderen Kohlenstoffkonfiguration) aufweisen oder daraus gebildet sein, nanokristallines und/oder amorphes Silizium aufweisen oder daraus gebildet sein, Lithium-Titanat bzw. Lithium-Titan-Oxid (LTO, z.B. TI5O12) aufweisen oder daraus gebildet sein oder Zinndioxid (SnC ) aufweisen oder daraus gebildet sein. The second active material 1022a of the second electrode 1022 (e.g., the anode) may be different from the first active material 1012a of the first electrode 1012. For example, the second active material 1022a may include or be formed from graphite (or carbon in another carbon configuration), nanocrystalline and / or amorphous silicon, or lithium titanate or lithium titanium oxide (LTO, eg, TI5O12) or be formed from or have tin dioxide (SnC) or be formed therefrom.
Ferner kann der Energiespeicher 1100 einen ersten Kontakt 1012k aufweisen, welcher die erste Elektrode 1012 kontaktiert, und z.B. mit der ersten strukturierten Schicht 202 elektrisch leitend verbunden ist. Der erste Kontakt 1012k kann eine freiliegende Oberfläche aufweisen. Ferner kann der Energiespeicher 1100 einen zweiten Kontakt 1022k aufweisen, welcher die zweiten Elektrode 1022 kontaktiert, und z.B. mit einer zweiten strukturierten Schicht 202 elektrisch leitend verbunden ist. Der zweite Kontakt 1022k kann eine freiliegende Oberfläche aufweisen. Zwischen dem ersten Kontakt 1012k und dem zweiten Kontakt 1022k kann sich eine elektrische Spannung ausbilden, z.B. wenn der Energiespeicher 1100 geladen ist, welche ungefähr der Differenz zwischen dem ersten chemischen Potential und dem zweiten chemischen Potential entspricht. Furthermore, the energy store 1100 may have a first contact 1012k which contacts the first electrode 1012 and, for example, with the first structured layer 202 electrically conductive connected is. The first contact 1012k may have an exposed surface. Furthermore, the energy store 1100 may have a second contact 1022k, which contacts the second electrode 1022 and is, for example, electrically conductively connected to a second structured layer 202. The second contact 1022k may have an exposed surface. An electrical voltage can form between the first contact 1012k and the second contact 1022k, for example when the energy store 1100 is charged, which corresponds approximately to the difference between the first chemical potential and the second chemical potential.
Optional kann der Energiespeicher 1100 einen Separator 1040 aufweisen. Der Separator 1040 kann die erste Elektrode 1012 und die zweite Elektrode 1022, mit anderen Worten die negative und positive Elektrode (d.h. Kathode und Anode) räumlich und elektrisch voneinander trennen. Der Separator 1040 kann jedoch für Ionen, welche sich zwischen der ersten Elektrode 1012 und der zweiten Elektrode 1022 bewegen, durchlässig sein. Die Ionen, welche sich zwischen der ersten Elektrode 1012 und der zweiten Elektrode 1022 bewegen, können eine Umwandlung von gespeicherter chemischer Energie (z.B. wenn der Energiespeicher 1100 geladen ist) in elektrische Energie bewirken, wobei die elektrische Energie eine elektrische Spannung an den Kontakten 1012k, 1022k bereitstellt. Optionally, the energy storage 1100 may include a separator 1040. The separator 1040 may spatially and electrically separate the first electrode 1012 and the second electrode 1022, in other words, the negative and positive electrodes (i.e., cathode and anode). However, the separator 1040 may be transparent to ions moving between the first electrode 1012 and the second electrode 1022. The ions that move between the first electrode 1012 and the second electrode 1022 may cause a conversion of stored chemical energy (eg, when the energy storage 1100 is charged) into electrical energy, where the electrical energy is an electrical voltage at the contacts 1012k, 1022k provides.
Der Separator 1040 kann einen mikroporösen Kunststoff aufweisen oder daraus gebildet sein und/oder der Separator 1040 kann ein Vlies aus Glasfaser oder Polyethylen aufweisen oder daraus gebildet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Separator 1040 in Form der Feststoffpartikel 104 oder als dichte Feststoffelektrolytschicht bereitgestellt sein oder werden. The separator 1040 may include or be formed from a microporous plastic and / or the separator 1040 may include or be formed from a fiberglass or polyethylene nonwoven web. According to various embodiments, the separator 1040 may be provided in the form of the solid particles 104 or as a dense solid electrolyte layer.
Alternativ oder zusätzlich kann der Separator 1040 mittels der strukturierten Schicht 202 Alternatively or additionally, the separator 1040 may be provided by means of the structured layer 202
bereitgestellt sein oder werden. be or be provided.
Fig.15A und Fig.15B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder FIGS. 15A and 15B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
Querschnittsansicht in 1500b (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t, 102b des Substrats 102) und einer Draufsicht in 1500a (mit Blickrichtung auf die Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). A cross-sectional view in FIG. 1500b (looking along a main processing side 102t, 102b of the substrate 102) and a plan view in FIG. 1500a (looking at the main processing side 102t of the substrate 102).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1500a aufweisen die zu strukturierende Schicht 202 in den mehreren Bereichen 204 zu öffnen 204o indem das Opfermaterial 202o entfernt wird. Beispielsweise kann die geöffnete Schicht 202 (auch als strukturierte Schicht 202 bezeichnet) mehrere Öffnungen 204o aufweisen, welche in einem Muster angeordnet sind (z.B. in gleichen Abständen 204d voneinander) und/oder zwischen denen das Targetmaterial 202t angeordnet ist. Das Targetmaterial 202t kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein. Die strukturierte Schicht 202 kann mehrere Stege 202s (z.B. Metallbahnen 202s) aufweisen, welche das Targetmaterial 202t aufweisen oder daraus gebildet sein können. Von den mehreren Stegen 202s kann sich eine erste Gruppe entlang einer ersten Richtung 101 und einer zweite Gruppe entlang einer zweiten Richtung 103 (z.B. quer dazu) erstrecken. Die erste Gruppe und die zweite Gruppe können sich anschaulich überkreuzen. Die mehreren Stege 202s können ein Netz (z.B. ein Metallnetz) bilden. According to various embodiments, the method in 1500a may include opening the layer 202 to be patterned in the plurality of regions 204o by removing the sacrificial material 202o. For example, the opened layer 202 (also referred to as patterned layer 202) may have a plurality of openings 204o arranged in a pattern (eg equidistant from each other 204d) and / or between which the target material 202t is disposed. The target material 202t may include or be formed from a metal. The patterned layer 202 may include a plurality of lands 202s (eg, metal lines 202s) that may include or be formed from the target material 202t. Of the plurality of lands 202s, a first group may extend along a first direction 101 and a second group along a second direction 103 (eg, transverse thereto). The first group and the second group can vividly cross each other. The plurality of lands 202s may form a net (eg, a metal net).
Der Abstand 204d benachbarter Öffnungen 204o voneinander kann die Stegbreite 204d definieren. Die Ausdehnung 204b der Öffnungen 204o kann größer sein als die der Stege 202s (d.h. als die Stegbreite 204d), z.B. mehr als das zehnfache größer. Beispielsweise kann die Ausdehnung 204b der Öffnungen 204o in einem Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 1 mm liegen. Die The spacing 204d of adjacent openings 204o from one another may define the land width 204d. The extent 204b of the openings 204o may be greater than that of the lands 202s (i.e., as the land width 204d), e.g. more than ten times larger. For example, the extent 204b of the openings 204o may range from about 0.1 mm to about 1 mm. The
Stegbreite 204d kann weniger sein als ungefähr 100 μιη, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 μιη bis ungefähr 100 μιη liegen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 3 μιη bis ungefähr 10 μιπ Land width 204d may be less than about 100 μιη, e.g. in a range from about 1 μιη to about 100 μιη, e.g. in a range of about 3 μιη to about 10 μιπ
Die mehreren Öffnungen 204o können mehr als 80% der Fläche des Substrats 102 belegen. Damit wird eine möglichst hohe Transparenz der strukturierten Schicht 202 erreicht, z.B. von mehr als ungefähr 80%, z.B. mehr als ungefähr 90%, z.B. mehr als ungefähr 95%. Beispielsweise kann das Strukturieren der Schicht 202 aufweisen, mehr als 80% der zu strukturierenden Schicht 202 zu öffnen, z.B. von mehr als ungefähr 80%, z.B. mehr als ungefähr 90%, z.B. mehr als ungefähr 95%. Alternativ oder zusätzlich kann die strukturierte Schicht 202 eine Dicke aufweisen kleiner als ungefähr 80 nm, z.B. kleiner als ungefähr 40 nm, z.B. kleiner als ungefähr 20 nm, z.B. in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 20 nm. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1500b aufweisen: Bilden eines kapazitiven Flächensensors mittels des Targetmaterials 202t, d.h. mittels der strukturierten Schicht 202 (nach dem Öffnen). The plurality of openings 204o may occupy more than 80% of the area of the substrate 102. This achieves the highest possible transparency of the structured layer 202, e.g. greater than about 80%, e.g. more than about 90%, e.g. more than about 95%. For example, patterning layer 202 may include opening more than 80% of layer 202 to be patterned, e.g. greater than about 80%, e.g. more than about 90%, e.g. more than about 95%. Alternatively or additionally, the patterned layer 202 may have a thickness less than about 80 nm, e.g. less than about 40 nm, e.g. less than about 20 nm, e.g. in a range of about 15 nm to about 20 nm. According to various embodiments, the method in 1500b may include: forming a capacitive area sensor by means of the target material 202t, i. by means of the structured layer 202 (after opening).
Der kapazitive Flächensensor kann die strukturierte Schicht 202 aufweisend mehrere Stege 202s aufweisen. Die strukturierte Schicht 202 kann auf einem flächenförmigen Substrat 102 aufgebracht sein oder werden. Das flächenförmige Substrat 102 kann beispielsweise eine Polymerfolie aufweisen, welche optional auf einen Glasträger laminiert sein oder werden kann. The capacitive area sensor may include the patterned layer 202 having a plurality of lands 202s. The patterned layer 202 may be or may be applied to a sheet substrate 102. The sheet-like substrate 102 may comprise, for example, a polymer film which may optionally be laminated to a glass substrate.
Die strukturierte(n) Schicht(en) 202 können jede eine Sensorschicht 202 bereitstellen. Eine an den Ecken der strukturierten Schicht 202 angelegte Wechselspannung kann ein konstantes, gleichmäßiges elektrisches Feld erzeugen. Dringt ein elektrisch leitfähiger Körper in den Nahbereich des elektrisches Felds (d.h. des kapazitiven Flächensensors) ein, z.B. bei Berührung des kapazitiven Flächensensors, kann ein geringer Ladungstransport bewirkt werden, der im Entladezyklus in Form eines Stromes an den Ecken erfasst werden kann. Die resultierenden elektrischen Ströme aus den Ecken können im direkten Verhältnis zu der Position des eindringenden Körpers stehen. Der kapazitive Flächensensor kann einen Controller 1702s (z.B. einen Prozessor) aufweisen, welcher die resultierenden Ströme erfasst und eine Information bereitstellt, welche die Position repräsentiert. The patterned layer (s) 202 may each provide a sensor layer 202. An AC voltage applied to the corners of the patterned layer 202 can produce a constant, uniform electric field. Penetrates an electrically conductive body in the vicinity of the electric field (ie the capacitive surface sensor), for example, when touching the capacitive Area sensor, a small charge transport can be effected, which can be detected in the discharge cycle in the form of a current at the corners. The resulting electrical currents from the corners may be in direct proportion to the position of the penetrating body. The capacitive area sensor may include a controller 1702s (eg, a processor) that detects the resulting currents and provides information that represents the location.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1500b ferner aufweisen: Bilden einer Metallisierung, welche das Targetmaterial 202t elektrisch kontaktiert. Die Metallisierung kann eine oder mehrere elektrische Leitungen aufweisen, welche die Controller 1702s den mehreren Stegen elektrisch leitfähig verbinden, z.B. in zumindest den vier Ecken. According to various embodiments, the method in 1500b may further include: forming a metallization that electrically contacts the target material 202t. The metallization may include one or more electrical leads electrically connecting the controllers 1702s to the plurality of lands, e.g. in at least the four corners.
Der kapazitive Flächensensor kann beispielsweise Teil eines berührungssensitiven Eingabegerätes (auch als berührungsempfindliches Eingabegerät bezeichnet) sein oder dieses bilden. Alternativ oder zusätzlich kann der kapazitive Flächensensor als anzeigender Flächensensor ausgebildet sein oder werden. Dann kann der kapazitive Flächensensor eine optionales optoelektronisches Bauelement 1702 aufweisen, z.B. eine Anzeige 1702, z.B. einen Bildschirm. Die Anzeige 1702 kann mehrere Pixel aufweisen, welche mittels eines Grafiktreibers der Anzeige 1702 angesteuert sein oder werden können. Der Grafiktreiber kann beispielsweise in dem Controller 1702s implementiert sein oder werden. The capacitive area sensor may for example be part of or form part of a touch-sensitive input device (also referred to as a touch-sensitive input device). Alternatively or additionally, the capacitive surface sensor may be designed as an indicating surface sensor or be. Then, the capacitive area sensor may include an optional optoelectronic device 1702, e.g. a display 1702, e.g. a screen. The display 1702 may include a plurality of pixels that may be or may be driven by a graphics driver of the display 1702. For example, the graphics driver may be implemented in the controller 1702s.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 beidseitig mit einer strukturierten Schicht 202 beschichtet sein oder werden, z.B. von zwei einander gegenüberliegenden Seiten 102t, 102b aus. According to various embodiments, the substrate 102 may be coated on both sides with a patterned layer 202, e.g. from two opposite sides 102t, 102b.
Fig.16A und Fig.16B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder FIGS. 16A and 16B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
Querschnittsansicht. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1600a aufweisen: Bilden einerCross-sectional view. According to various embodiments, the method in FIG. 1600a may include forming a
Flüssigphase 1602 (z.B. einer Dispersion 1602), welches die Feststoffpartikel 104t, 104o aufweist, z.B. die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o und/oder die Targetmaterial-Feststoffpartikel 104t. Die Flüssigphase 1602 kann verstanden werden, als ein heterogenes Gemisch (Dispersion) aus festen Schwebeteilchen (die Feststoffpartikel 104t, 104o) in einer Flüssigkeit. Die Flüssigkeit kann eine Trägerflüssigkeit sein, in welche die Feststoffpartikel 104t, 104o zugegeben werden. Die Flüssigkeit kann beispielsweise ein organisches Lösungsmittel (z.B. Ethanol und Ethylacetat oder andere Carbonsäureester), Wasser und/oder ein Bindemittel (z.B. ein Harz) aufweisen oder daraus gebildet sein. Liquid phase 1602 (eg, a dispersion 1602), which has the solid particles 104t, 104o, eg the sacrificial material solid particles 104o and / or the target material solid particles 104t. The liquid phase 1602 can be understood as a heterogeneous mixture (dispersion) of suspended solid particles (the solid particles 104t, 104o) in a liquid. The liquid may be a carrier liquid into which the solid particles 104t, 104o are added. The liquid may be, for example, an organic solvent (eg, ethanol and ethyl acetate or others Carboxylic acid ester), water and / or a binder (eg, a resin) or be formed therefrom.
Zum Bilden der Flüssigphase 1602 kann ein Parti kelbehalter 106 verwendet werden, in dem die Feststoffpartikel 104t, 104o angeordnet sein oder werden können, z.B. die Opfermaterial- Feststoffpartikel 104o und/oder die Targetmaterial-Feststoffpartikel 104t. Der Parti kelbehalter 106 kann beispielsweise ein Druckertank sein, z.B. wenn die Flüssigphase 1602 gedruckt wird. Alternativ kann der Parti kelbehalter 106 ein Dosierbehälter sein, z.B. wenn die Flüssigphase 1602 mittels einer Rotationsbeschichtung aufgebracht wird. For forming the liquid phase 1602, a particle container 106 may be used in which the solid particles 104t, 104o may or may be disposed, e.g. the sacrificial material solid particles 104o and / or the target material solid particles 104t. Particle container 106 may be, for example, a printer tank, e.g. when the liquid phase 1602 is printed. Alternatively, the particle container 106 may be a metering container, e.g. when the liquid phase 1602 is applied by means of a spin coating.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine erste Flüssigphase 1602 gebildet werden, welche mehr Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o als Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t aufweist, z.B. nur die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o. Alternativ oder zusätzlich kann eine zweite Flüssigphase 1602 gebildet werden, welche weniger Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o als Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t aufweist, z.B. nur die Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t. According to various embodiments, a first liquid phase 1602 may be formed having more sacrificial material particulate 104o than target particulate matter 104t, e.g. only the sacrificial material solid particles 104o. Alternatively or additionally, a second liquid phase 1602 may be formed which has fewer sacrificial material particulate 104o than target particulate solids 104t, e.g. only the target material solid particles 104t.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1600b aufweisen: Beschichten des Substrats 102 unter Verwendung der Flüssigphase 1602. Das Beschichten des Substrats 102 kann aufweisen die Flüssigphase 1602 über dem Substrat 102 anzuordnen, z.B. mittels eines Flüssigphasen-Verteilers 1202a (vergleiche Fig.12A, Fig.12B, Fig.12C und Fig.12D) oder mittels einer Dosiervorrichtung. Das Bilden der zu strukturierenden Schicht 202 aus der Flüssigphase 1602 kann aufweisen, einAccording to various embodiments, the method in 1600b may include: coating the substrate 102 using the liquid phase 1602. The coating of the substrate 102 may include placing the liquid phase 1602 over the substrate 102, e.g. by means of a liquid phase distributor 1202a (cf. Fig. 12A, Fig.12B, Fig.12C and Fig.12D) or by means of a metering device. Forming the liquid phase layer 202 to be patterned 1602 may include
Lösungsmittel aus der zu strukturierenden Schicht 202 herauszubringen (auch als trocken bezeichnet), so dass die verbleibenden Feststoffpartikel 104t, 104o eine feste Schicht 202 bilden. Solvent from the layer 202 to be structured to bring out (also referred to as dry), so that the remaining solid particles 104t, 104o form a solid layer 202.
Beispielsweise kann die erste Flüssigphase 1602 getrocknet werden, bevor das Substrat 102 mittels der zweiten Flüssigphase 1602 beschichtet wird. For example, the first liquid phase 1602 may be dried before the substrate 102 is coated by the second liquid phase 1602.
Alternativ oder zusätzlich kann das Substrat 102 mittels einer Flüssigphase 1602 beschichtet werden, welche die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o und die Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t aufweist. Im Allgemeinen kann in 1600b eine geeignete Flüssigphasendeposition 1202a, wie beispielsweise eine Sprühbeschichtung, eine Vorhangbeschichtung und/oder eine Breitschlitzdüsen-Beschichtung verwendet werden. Fig.17A und Fig.17B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Alternatively or additionally, the substrate 102 may be coated by means of a liquid phase 1602 comprising the sacrificial material solid particles 104o and the target material solid particles 104t. In general, in 1600b, a suitable liquid phase deposition 1202a, such as spray coating, curtain coating, and / or a slot die coating, may be used. 17A and 17B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
Querschnittsansicht. Cross-sectional view.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1700a aufweisen: Co-Abscheiden von Feststoffpartikeln 104t (auch vereinfacht als Partikel bezeichnet) eines ersten Typs (z.B. According to various embodiments, the method in 1700a may include: Co-depositing solid particles 104t (also referred to simply as particles) of a first type (e.g.
Nanopartikel) mit Feststoffpartikeln 104o eines zweiten Typs (z.B. Mikropartikel), d.h. gemeinsam miteinander (zur gleichen Zeit). Die Feststoffpartikel 104t ersten Typs können das Targetmaterial 202t aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Feststoffpartikel 104o zweiten Typs können das Opfermaterial 202o aufweisen oder daraus gebildet sein.  Nanoparticles) with solid particles 104o of a second type (e.g., microparticles), i. together (at the same time). The solid particles 104t of the first type may include or may be formed from the target material 202t. The second-type solid particles 104o may include or be formed from the sacrificial material 202o.
Die Feststoffpartikel 104t des ersten Typs (auch als Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t bezeichnet) können eine kleinere mittlere Größe aufweisen als die Feststoffpartikel 104o des zweiten Typs (auch als Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o bezeichnet). Alternativ oder zusätzlich können die Feststoffpartikel 104t des ersten Typs eine größere Partikeldichte in der zu The solid particles 104t of the first type (also referred to as target material solid particles 104t) may have a smaller average size than the solid particles 104o of the second type (also referred to as sacrificial material solid particles 104o). Alternatively or additionally, the solid particles 104t of the first type may have a larger particle density in the
strukturierenden Schicht 202 aufweisen als die Feststoffpartikel 104o des zweiten Typs. structuring layer 202 as the solid particles 104o of the second type.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann anstatt der Feststoffpartikel 104t des ersten Typs das Targetmaterial 202t aus einem Precursor oder einem gasförmigen Material gebildet sein oder werden, z.B. ein Targetmaterial 202t welches wenig oder keine Poren aufweist, d.h. ein anschaulich massives Targetmaterial 202t. According to various embodiments, instead of the solid particles 104t of the first type, the target material 202t may be formed of a precursor or a gaseous material, e.g. a target material 202t having few or no pores, i. a clearly massive target material 202t.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Feststoffpartikel 104t des ersten Typs mittels einer Feststoffpartikelemission abgeschieden werden. Optional kann zu der Feststoffpartikelemission eine physikalische Gasphasenabscheidung (z.B. eine thermische Verdampfung) erfolgen. Mittels der Gasphasenabscheidung kann das Targetmaterial 202t (z.B. wenn dieses massiv sein soll) und/oder ein Haftvermittlungsmaterial abgeschieden werden. According to various embodiments, the solid particles 104t of the first type may be deposited by means of a solid particle emission. Optionally, physical vapor deposition (e.g., thermal evaporation) may occur to the solid particle emission. By means of the vapor deposition, the target material 202t (e.g., when it is to be solid) and / or an adhesion promoter material can be deposited.
Mittels der physikalischen Gasphasenabscheidung kann ein gasförmiges Beschichtungsmaterial bereitgestellt sein oder werden. Beispielsweise kann die physikalische Gasphasenabscheidung ein thermisches Verdampfen oder Sputtern aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzliche zu der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) kann eine chemische By means of physical vapor deposition, a gaseous coating material may or may not be provided. For example, the physical vapor deposition may include or be formed by thermal evaporation or sputtering. Alternatively or in addition to the physical vapor deposition (PVD) may be a chemical
Gasphasenabscheidung (CVD) oder eine Atomlagendeposition (ALD) verwendet werden. Das Haftvermittlungsmaterial kann beispielsweise eine Haftung der Feststoffpartikel 104t des ersten Typs (d.h. der Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t) untereinander und/oder zu dem Substrat 102 verbessern. Alternativ oder zusätzlich kann das Haftvermittlungsmaterial eine Haftung der Gas phase deposition (CVD) or an atomic layer deposition (ALD) can be used. For example, the adhesion promoting material may improve adhesion of the solid particles 104t of the first type (ie, the target solid particles 104t) to each other and / or to the substrate 102. Alternatively or additionally, the adhesion promoting material may be liable to
Feststoffpartikel 104o des zweiten Typs (d.h. der Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o) zu dem Substrat 102 und/oder zu den Feststoffpartikel 104t des ersten Typs verbessern. To improve solid particles 104o of the second type (i.e., the sacrificial material solid particles 104o) to the substrate 102 and / or to the solid particles 104t of the first type.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Haftvermittlungsmaterial kann ein elektrisch leitfähiges Material verdampft werden, z.B. ein Metall oder Kohlenstoff. Das elektrisch leitfähige Material kann eine elektrische Leitfähigkeit der zu strukturierenden Schicht 202 verbessern. Beispielsweise kann sich das elektrisch leitfähige Material zu den Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t abgeschieden werden. Alternatively or in addition to the adhesion promoting material, an electrically conductive material may be evaporated, e.g. a metal or carbon. The electrically conductive material can improve an electrical conductivity of the layer 202 to be structured. For example, the electrically conductive material may be deposited to the target material solid particles 104t.
Mit anderen Worten kann die zu strukturierende Schicht 202 mittels einer Feststoffpartikelemission (auch als Parti kelemissionsprozess bezeichnet) zuzüglich einer optionalen thermischen In other words, the layer 202 to be structured may be provided by means of a solid particle emission (also referred to as particle emission process) plus an optional thermal
Verdampfung gebildet werden. Beispielsweise lassen sich dadurch mechanische und/oder chemische Festigkeiten, elektrische Leifähigkeiten und/oder lonenleitfähigkeiten erhöhen. Evaporation be formed. For example, this can increase mechanical and / or chemical strengths, electrical conductivity and / or ionic conductivities.
Das Substrat 102 kann beispielsweise eine Folie aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine Glasfolie, eine Metallfolie und/oder eine Polymerfolie, z.B. ein Laminat von mehreren Folien, von denen zumindest eine Folie ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein kann und eine andere Folie ein Polymer aufweisen oder daraus gebildet sein kann; oder von denen zumindest eine Folie ein Glas aufweisen oder daraus gebildet sein kann und eine andere Folie ein Polymer aufweisen oder daraus gebildet sein kann. For example, the substrate 102 may comprise or be formed from a foil, e.g. a glass sheet, a metal foil and / or a polymeric film, e.g. a laminate of a plurality of films, at least one of which may include or may be formed from a metal and another may comprise or may be comprised of a polymer; or of which at least one film may comprise or may be formed from a glass and another film may comprise or be formed from a polymer.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1700b aufweisen: Überführen des Opfermaterials 202o in eine gasförmigen Aggregatszustand. Das Überführen in den gasförmigen Aggregatszustand kann auch als Verflüchtigen bezeichnet sein. Mittels eines Blitzlampen-Erhitzens (engl. Flash Lamp Annealing (FLA)) bzw. einer According to various embodiments, the method in 1700b may include: transferring the sacrificial material 202o into a gaseous aggregate state. The conversion into the gaseous state of aggregation can also be referred to as volatilization. By means of flash lamp heating (FLA) or a
Kurzzeittemperung (engl. Rapid Thermal Process (RTP)) kann ein selektives Verflüchtigen  Rapid Thermal Process (RTP) can be a selective volatilization
(Verdampfen und/oder Sublimieren) der Feststoffpartikel 104o des zweiten Typs (z.B. Mikropartikel) bewirkt werden. Das Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t können ein Aktivmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o können eine anorganisches und/oder organisches Material aufweisen oder daraus gebildet sein (z.B. anorganische oder organische Mikropartikel). Im Vergleich zum Aktivmaterial (in Form von kleineren Feststoffpartikeln 104t, z.B. Nanopartikeln) kann das Opfermaterial 202o niedrigschmelzend sein und einen hohen Dampfdruck aufweisen. (Evaporation and / or sublimation) of the solid particles 104o of the second type (eg microparticles) are effected. The target material solid particles 104t may include or be formed from an active material. The sacrificial material particulate 104o may include or be formed from an inorganic and / or organic material (eg, inorganic or organic microparticles). in the Compared to the active material (in the form of smaller solid particles 104t, eg nanoparticles), the sacrificial material 202o may be low melting and have a high vapor pressure.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1700b aufweisen: According to various embodiments, the method in 1700b may include:
explosionsartiges Entfernen eines Teils des Targetmaterials 202t (z.B. ein Aktivmaterial). Dabei können Vakanzen 204o zurückbleiben. Hohe spezifische Oberflächen können die Folge sein. explosively removing a portion of the target material 202t (e.g., an active material). In this case, vacancies 204o remain behind. High specific surface areas can be the result.
Darüber hinaus können, abhängig von der eingetragenen Energiedichte beim Bestrahlen auch eine Rekristallisierung und/oder ein zumindest teilweises Schmelzen des Targetmaterials 202t bewirkt werden. In addition, depending on the registered energy density during irradiation, recrystallization and / or at least partial melting of the target material 202t may also be effected.
Wird ein Energiespeicher unter Verwendung des Targetmaterials 202t gebildet, können die If an energy store is formed using the target material 202t, the
Rekristallisierung und/oder das zumindest teilweise Schmelzen beispielsweise den Wirkungsgrad des Energiespeichers erhöhen (z.B. einer Batterie). Als Aktivmaterial für einen Lithium-Ion- Energiespeicher (z.B. eine Lithium-Ion-Batterie) kann eine geeignete chemische Zusammensetzung verwendet werden, z.B. LMC (Lithium-Mangan-Kobalt-Oxid), NMC (Lithium-Nickel-Mangan- Kobaltoxid), LFP (Lithium-Eisen-Phosphat), LiS (Lithium-Schwefel), Silizium oder Siliziumkomposite, Graphit, Lithium, oder LTO (Lithium-Titanat). Recrystallization and / or at least partial melting, for example, increase the efficiency of the energy storage (e.g., a battery). As the active material for a lithium-ion energy storage (e.g., a lithium-ion battery), a suitable chemical composition may be used, e.g. LMC (Lithium Manganese Cobalt Oxide), NMC (Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide), LFP (Lithium Iron Phosphate), LiS (Lithium Sulfur), Silicon or Silicon Composites, Graphite, Lithium, or LTO (Lithium titanate).
Beispielsweise kann das Opfermaterial 202o bzw. können die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o ein Polymer, ein Monomer, PTFE, Kohlenstoff in einer Kohlenstoffmodifikation (z.B. in Form von Graphit), ein Metall (wie beispielsweise Lithium) aufweisen oder daraus gebildet sein. For example, sacrificial material 202o or sacrificial material particulate 104o may include or be formed from a polymer, a monomer, PTFE, carbon in a carbon modification (e.g., in the form of graphite), a metal (such as lithium).
Alternativ zur Feststoffpartikelemission der Feststoffpartikel 104o, 104t kann eine As an alternative to the solid particle emission of the solid particles 104o, 104t, a
Flüssigphasendeposition zum Beschichten des Substrats 102 verwendet werden, z.B. Liquid phase deposition can be used to coat the substrate 102, e.g.
Breitschlitzdüsen-Beschichtung, Aufsprühen oder Drucken. Beispielsweise kann das Targetmaterial 202t in Form von Nanopartikeln mittels einer Nanosuspensionslösung und/oder einer Slot die coating, spraying or printing. For example, the target material 202t in the form of nanoparticles by means of a nanosuspension solution and / or a
Nanodispersionslösung auf dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Opfermaterial 202o in Form von Mikropartikeln mittels einer Nanodispersionslösung be arranged on the substrate 102 or be. Alternatively or additionally, the sacrificial material 202o in the form of microparticles by means of a
Mikrosuspensionslösung und/oder Mikrodispersionslösung auf dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden. Microsuspension solution and / or microdispersion solution may be arranged on the substrate 102 or.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 ein transparentes Material aufweisen oder daraus gebildet sein oder ein opakes Material aufweisen oder daraus gebildet sein (d.h. ein optisch dichtes Substrat 102). According to various embodiments, the substrate 102 may comprise or be formed from a transparent material or comprise or be formed from an opaque material (i.e., an optically dense substrate 102).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 Glas, Metall (wie Edelstahl, Aluminium, Kupfer) und/oder ein Polymer (wie beispielsweise Polyethylen und/oder Polyethylenterephthalat) und/oder Glimmer (z.B. aufweisend Schichtsilikat oder daraus gebildet) aufweisen oder daraus gebildet sein. According to various embodiments, the substrate 102 may include glass, metal (such as stainless steel, aluminum, copper) and / or a polymer (such as polyethylene and / or Polyethylene terephthalate) and / or mica (eg, having phyllosilicate or formed therefrom) or be formed therefrom.
Fig.18A und Fig.18B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder FIGS. 18A and 18B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or FIG
Querschnittsansicht. Cross-sectional view.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1800a aufweisen: According to various embodiments, the method in 1800a may include:
Kurzzeittempern 402 der zu strukturierenden Schicht 202. Das Kurzzeittempern 402 kann einseitig (z.B. von der ersten Hauptprozessierseite 102t oder von der zweite Hauptprozessierseite 102b aus) erfolgen. Alternativ kann das Kurzzeittempern 402 kann beidseitig (z.B. von der ersten Briefly annealing 402 the layer 202 to be structured. The short-time annealing 402 may be one-sided (e.g., from the first main processing side 102t or from the second main processing side 102b). Alternatively, short term annealing 402 may be performed on both sides (e.g., from the first
Hauptprozessierseite 102t und von der zweite Hauptprozessierseite 102b aus) erfolgen. Main processing side 102t and from the second main processing side 102b).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 1800a aufweisen: Erzeugen eines Partikelstroms 1802 (d.h. eines Stroms 1802 aus Feststoffpartikeln 104). Der Partikelstrom 1802 kann die Opfermaterial-Feststoffpartikel 104o und/oder die Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Feststoffpartikel 104 des Partikelstrom 1802 können eine Bewegungsrichtung 105 zu dem Substrat 102 hin (d.h. in Beschichtungsrichtung 105) aufweisen. Der Partikelstrom 1802 kann auf das Substrat 102 gerichtet sein. Zwischen dem Partikelstrom 1802 und dem Substrat kann eine Maske 502 (auch als Schattenmaske 502 oder Austauschmaske 502 bezeichnet) angeordnet sein oder werden. Mit anderen Worten kann der Partikelstrom 1802 auf die Schattenmaske 502 gerichtet sein oder werden. Beispielsweise kann mittels einer Feststoffpartikelemission eine kollektive Partikelemission bewirkt werden, wobei die emittierten Feststoffpartikel 104 in Richtung des Substrats 102 strömen. According to various embodiments, the method in 1800a may include generating a particle stream 1802 (i.e., a stream 1802 of solid particles 104). The particle stream 1802 may include or be formed from the sacrificial material particulate 104o and / or the particulate solid particulate 104t. The solid particles 104 of the particle stream 1802 may have a direction of movement 105 towards the substrate 102 (i.e., in the coating direction 105). The particle stream 1802 may be directed to the substrate 102. A mask 502 (also referred to as a shadow mask 502 or replacement mask 502) may be disposed between the particle stream 1802 and the substrate. In other words, the particle stream 1802 may or may not be directed to the shadow mask 502. For example, a collective particle emission can be effected by means of a solid particle emission, with the emitted solid particles 104 flowing in the direction of the substrate 102.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die emittierten Feststoff partikel 104 eine elektrostatische Aufladung aufweisen, d.h. sich von einem Referenzpotential, z.B. elektrischer Masse, unterscheiden). Beispielsweise können die emittierten Feststoffpartikel 104 eine elektrisch negative Ladung (bezüglich des Referenzpotentials) aufweisen. According to various embodiments, the emitted solid particles 104 may have an electrostatic charge, i. from a reference potential, e.g. electrical mass, distinguish). For example, the emitted solid particles 104 may have an electrically negative charge (with respect to the reference potential).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass die elektrische Ladung der Feststoffpartikel 104 genutzt werden kann, um deren Bewegung Richtung 105 Substrat 102 zu beeinflussen. Beispielsweise kann die elektrische Ladung der Feststoffpartikel 104 genutzt werden, um die Feststoffpartikel 104 bevorzugt durch die Öffnungen 502o (z.B. Schlitze 502o) der Maske 502 zu leiten (z.B. abzulenken), indem die Maske 502 (z.B. eine elektrisch leitfähige Maske 502) an ein elektrisch negatives Potential angelegt wird. Das elektrische Potential der Maske 502 kann beispielsweise negativer sein als das elektrische Potential der Feststoffpartikel 104. According to various embodiments, it has been recognized that the electrical charge of the solid particles 104 can be used to influence their movement in the direction 105 substrate 102. For example, the electrical charge of the solid particles 104 may be used to preferentially conduct (eg, deflect) the solid particles 104 through the openings 502o (eg, slots 502o) of the mask 502 by attaching the mask 502 (eg, an electrically conductive mask 502) to electrically negative potential is applied. For example, the electric potential of the mask 502 may be more negative than the electric potential of the solid particles 104.
Fig.19 veranschaulicht eine Maske 502, 902 zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z.B. quer zu einem Partikelstrom), z.B. die Opfermaske 902 und/oder die Austauschmaske 502. Figure 19 illustrates a mask 502, 902 for patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view (e.g., across a particle stream), e.g. the sacrificial mask 902 and / or the replacement mask 502.
Die Maske 502, 902 kann mehrere länglich ausgebildete Öffnungen 502o aufweisen. Die Öffnungen 502o können sich entlang einer Richtung 1901 erstrecken. The mask 502, 902 may have a plurality of elongated openings 502o. The openings 502o may extend along a direction 1901.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Richtung 1901 quer zu einer Transportrichtung 102s des Substrats 102 ausgerichtet sein oder werden. Dann können das Substrat 102 und die Maske 502, 902 in einer festen Position (Ausrichtung und/oder Orientierung) relativ zueinander eingerichtet sein. Beispielsweise kann das Substrat 102 (z.B. ein bandförmiges Substrat 102) sequentiell beschichtet werden. According to various embodiments, the direction 1901 may be oriented transversely to a transport direction 102s of the substrate 102. Then, the substrate 102 and the mask 502, 902 may be set in a fixed position (orientation and / or orientation) relative to each other. For example, the substrate 102 (e.g., a belt-shaped substrate 102) may be sequentially coated.
Wird die Austauschmaske 502 ortsfest angeordnet, kann das Substrat 102 in mehreren If the replacement mask 502 is arranged stationary, the substrate 102 can be arranged in several
nacheinander folgenden Schritten beschichtet werden, wobei in aufeinanderfolgende Schritte jeweils aneinandergrenzende Bereiche des Substrats 102 beschichtet werden. Während des Beschichtens in jedem Schritt kann das Substrat 102 ortsfest angeordnet sein oder werden. Zwischen den aufeinanderfolgenden Schritten kann das Substrat 102 um einen Bereich weiter transportiert werden. Wenn das Substrat 102 bewegt wird, kann das Beschichten gestoppt sein oder werden. Alternativ kann die Austauschmaske 502 genauso groß sein wie das Substrat 102 oder größer. Damit können einzelne (z.B. plattenförmige) Substrat 102 sequentiell beschichtet sein oder werden. successively following steps are coated, wherein in successive steps each adjacent regions of the substrate 102 are coated. During the coating in each step, the substrate 102 may or may not be stationary. Between the successive steps, the substrate 102 can be further transported by one area. When the substrate 102 is moved, coating may or may not be stopped. Alternatively, the replacement mask 502 may be the same size as the substrate 102 or larger. Thus, individual (e.g., plate-shaped) substrates 102 may or may be sequentially coated.
Alternativ kann die Austauschmaske 502 gleich zu dem Substrat 102 bewegt werden. Alternatively, the replacement mask 502 may be moved equal to the substrate 102.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Richtung 1901 entlang zu einer According to various embodiments, the direction 1901 may be along a
Transportrichtung 102s des Substrats 102 ausgerichtet sein oder werden, z.B. ein bandförmiges Substrat 102 oder ein plattenförmiges Substrat 102. Dann kann das Substrat 102 relativ zu derTransport direction 102s of the substrate 102 may be aligned or be, for. a ribbon-shaped substrate 102 or a plate-shaped substrate 102. Then, the substrate 102 relative to the
Austauschmaske 502 bewegt werden. Anschaulich kann das Substrat 102 kontinuierlich beschichtet werden. Beispielsweise kann das Substrat 102 während des Beschichtens kontinuierlich transportiert sein oder werden. Fig.20A und Fig.20B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Replacement mask 502 to be moved. Clearly, the substrate 102 can be coated continuously. For example, the substrate 102 may be transported continuously during coating. FIGS. 20A and 20B each illustrate a method for patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or
Querschnittsansicht (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Opfermaterial 202o in 2000a aus einer Flüssigphase 1602 über dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden, z.B. in mehreren separierten Segmenten 204, wie z.B. Inseln, Waben oder Stegen. Nachdem das Opfermaterial 202o über dem Substrat 102 angeordnet wurde, kann das Targetmaterial 202t über dem Substrat 102 angeordnet sein oder werden, z.B. über dem Targetmaterial 202t und zwischen den Segmenten 204. Cross-sectional view (viewed along a Hauptprozessierseite 102t of the substrate 102). According to various embodiments, the sacrificial material 202o in 2000a may be or may be disposed of a liquid phase 1602 over the substrate 102, eg, in a plurality of separated segments 204, such as islands, honeycombs, or lands. After the sacrificial material 202o has been disposed over the substrate 102, the target material 202t may or may be disposed over the substrate 102, eg over the target material 202t and between the segments 204.
Beispielsweise kann das Opfermaterial 202o mittels eines Druckverfahrens (auch als Additive Lithographie bezeichnet, engl. Printing) angeordnet werden. Beispielsweise kann eine großflächige Mikro- oder Nanostruktur gebildet werden, welche das Opfermaterial 202o aufweisen oder daraus gebildet sein kann. For example, the sacrificial material 202o may be arranged by means of a printing process (also referred to as additive lithography, or printing). For example, a large-area microstructure or nanostructure may be formed which may include or be formed from the sacrificial material 202o.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das (z.B. organische oder anorganische) According to various embodiments, the (e.g., organic or inorganic)
Opfermaterial 202o wie vorangehend beschrieben eingerichtet sein. Beispielsweise kann das Opfermaterial 202o in einer Wabenstruktur oder einem anderen geometrischen Muster angeordnet sein oder werden. Mit anderen Worten kann eine Mikro- oder Nanostruktur gebildet sein oder werden, welche das zu subtrahierenden (zu verdampfende) Opfermaterial 202o aufweisen oder daraus gebildet sein kann. Nach dem Beschichten der Mikro- oder Nanostruktur mit dem Sacrificial material 202o be set up as described above. For example, the sacrificial material 202o may or may not be arranged in a honeycomb or other geometric pattern. In other words, a microstructure or nanostructure may be or may be formed which may include or be formed from the sacrificial material 202o to be subtracted (to be evaporated). After coating the micro or nanostructure with the
Targetmaterial 202t und dem Subtrahieren des Opfermaterials 202o, kann der entsprechende Rest des Targetmaterials 202t neben den Segmenten 204 zurückbleiben (auch als Target material 202t and subtracting the sacrificial material 202o, the corresponding remainder of the target material 202t may remain adjacent to the segments 204 (also referred to as
Subtraktionslithographie bezeichnet). Subtraction lithography).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner in 2000b aufweisen: According to various embodiments, the method may further include in 2000b:
Überführen des Opfermaterials 202o in einen gasförmigen Zustand, z.B. mittels Bestrahlens 402 der zu strukturierenden Schicht 202. Damit kann ein Öffnen der zu strukturierenden Schicht 202 in den Bereichen 402 erfolgen, in denen das Opfermaterial 202o angeordnet war. Mit anderen Worten kann die zu strukturierende Schicht 202 strukturiert werden, indem Öffnungen 204o in der zu Transferring the sacrificial material 202o into a gaseous state, e.g. by means of irradiation 402 of the layer 202 to be structured. Thus, the layer 202 to be structured can be opened in the regions 402 in which the sacrificial material 202o was arranged. In other words, the layer 202 to be patterned can be patterned by opening 204o in the
strukturierenden Schicht 202 gebildet werden. Fig.21, Fig.21 B und Fig.21C veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). structuring layer 202 are formed. FIG. 21, FIG. 21B and FIG. 21C respectively illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view (viewed along a main processing side 102t of the substrate 102).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 2100a aufweisen: Strukturieren einer ersten Schicht 202 (z.B. wie vorangehend beschreiben ist); und Strukturieren einer zweiten Schicht 212 (nach der ersten Schicht 202), wobei die erste Schicht 202 zwischen dem Substrat 102 und der zweiten Schicht 212 angeordnet ist. Die erste Schicht 202 kann ein erstes Targetmaterial 202t aufweisen oder daraus gebildet sein. Die erste Schicht 202 kann strukturiert werden, indem wahlweise eine erste Opfermaske 902 (d.h. ein erstes Opfermaterial 202o) oder indem eine erste Austauschmaske 502 verwendet wird, wie vorangehend beschrieben ist. Die erste Opfermaske 902 (bzw. das erste Opfermaterial 202o) und/oder das erste Targetmaterial 202t können optional in Form von Feststoffpartikeln 104 bereitgestellt sein oder werden. According to various embodiments, the method in 2100a may include: patterning a first layer 202 (eg, as described above); and patterning a second layer 212 (after the first layer 202), wherein the first layer 202 is disposed between the substrate 102 and the second layer 212. The first layer 202 may include or be formed from a first target material 202t. The first layer 202 may be patterned by selectively using a first sacrificial mask 902 (ie, a first sacrificial material 202o) or by using a first exchange mask 502, as described above. The first sacrificial mask 902 (or the first sacrificial material 202o) and / or the first target material 202t may optionally be provided in the form of solid particles 104.
Die zweite Schicht 202 kann ein zweites Targetmaterial 212t aufweisen oder daraus gebildet sein. Die zweite Schicht 212 kann strukturiert werden, indem wahlweise eine zweite Opfermaske 902 (d.h. ein zweite Opfermaterial 202o), eine zweite Austauschmaske 502 oder die erste Austauschmaske 502 verwendet wird, wie vorangehend beschrieben ist. Die zweite Opfermaske 902 (bzw. das zweite Opfermaterial 212o) und/oder das zweite Targetmaterial 212t können optional in Form von The second layer 202 may include or be formed from a second target material 212t. The second layer 212 may be patterned by selectively using a second sacrificial mask 902 (i.e., a second sacrificial material 202o), a second exchange mask 502, or the first replacement mask 502, as described above. The second sacrificial mask 902 (or the second sacrificial material 212o) and / or the second target material 212t may optionally be in the form of
Feststoffpartikeln 104 bereitgestellt sein oder werden. Solid particles 104 may or may not be provided.
Optional kann ein Füllmaterial 2102 (z.B. das zweite Targetmaterial 212t aufweisend oder daraus gebildet) in den Öffnungen 204o der ersten Schicht 202 angeordnet sein oder werden, z.B. in einem optionalen ersten Beschichtungsschritt. Beispielsweise kann das erste Opfermaterial 202o mit dem Füllmaterial 2102 (z.B. dem zweiten Targetmaterial 212t) ersetzt werden. Somit können die Optionally, a filler 2102 (e.g., including or formed from the second target material 212t) may or may not be disposed in the openings 204o of the first layer 202, e.g. in an optional first coating step. For example, the first sacrificial material 202o may be replaced with the filler 2102 (e.g., the second target material 212t). Thus, the
Öffnungen 204o der ersten Schicht 202 mit dem Füllmaterial 2102 (z.B. dem zweiten Targetmaterial 212t) zumindest teilweise (teilweise oder vollständig) gefüllt werden. Alternativ oder zusätzlich zu dem zweiten Targetmaterial 212t kann das Füllmaterial 2102 ein anderes Material aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Metall oder ein Haltmetall. Nachfolgend kann, z.B. in einem optionalen zweiten Beschichtungsschritt, das zweite Targetmaterial 212t über der ersten Schicht 202 angeordnet sein oder werden, z.B. das erste Targetmaterial 202t zumindest teilweise bedeckend. Openings 204o of the first layer 202 are at least partially (partially or completely) filled with the filling material 2102 (e.g., the second target material 212t). Alternatively, or in addition to the second target material 212t, the filler 2102 may include or be formed from another material, e.g. a metal or a holding metal. Subsequently, e.g. in an optional second coating step, the second target material 212t may be disposed over the first layer 202, e.g. the first target material 202t at least partially covering.
Wird eine zweite Opfermaske 902 zum Strukturieren der zweiten Schicht 212 verwendet, kann diese nach dem Anordnen des Füllmaterials 2102 gebildet sein oder werden. Wird eine Austauschmaske 502 zum Strukturieren der zweiten Schicht 212 verwendet, kann diese nach dem Anordnen des Füllmaterials 2102 zwischen dem Substrat 102 und der Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung 152 angeordnet sein oder werden. When a second sacrificial mask 902 is used to pattern the second layer 212, it may or may not be formed after the placement of the fill material 2102. When an exchange mask 502 is used to pattern the second layer 212, it may or may not be disposed after placing the fill material 2102 between the substrate 102 and the solid particle emission device 152.
Wird eine zweite Opfermaske 902 zum Strukturieren der zweiten Schicht 212 verwendet, kann die zweite Opfermaske 902 über dem Füllmaterial 2102 angeordnet sein oder werden, z.B. über dem ersten Targetmaterial 202t. Optional kann die zweite Opfermaske 902 einen Abstand zu dem ersten Targetmaterial 202t aufweisen, z.B. mittels des Füllmaterials 2102 oder mittels des zweiten If a second sacrificial mask 902 is used to pattern the second layer 212, the second sacrificial mask 902 may or may be disposed over the filler 2102, e.g. over the first target material 202t. Optionally, the second sacrificial mask 902 may be spaced from the first target material 202t, e.g. by means of the filling material 2102 or by means of the second
Targetmaterials 212t. Mit anderen Worten kann zwischen der zweiten Opfermaske 902 und dem ersten Targetmaterial 202t das Füllmaterial 2102 oder das zweite Targetmaterial 212t angeordnet sein oder werden. Target material 212t. In other words, between the second sacrificial mask 902 and the first target material 202t, the filler material 2102 or the second target material 212t may or may not be arranged.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 2100b aufweisen: Beschichten der zweiten Schicht 212 mit einer dritten Schicht 222. Die dritte Schicht 222 kann optional strukturiert werden, wie vorangehend beschreiben ist, z.B. mittels einer Opfermaske 902 und/oder mittels einer Austauschmaske 502. According to various embodiments, the method in 2100b may include: coating the second layer 212 with a third layer 222. The third layer 222 may optionally be patterned as described above, e.g. by means of a sacrificial mask 902 and / or by means of an exchange mask 502.
Die strukturierte zweite Schicht 212 kann mehrere zweite Öffnungen 214o aufweisen. The structured second layer 212 may include a plurality of second openings 214o.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren in 2100c aufweisen: Bilden eines Schichtstapels, der mehrere (z.B. zwei, drei oder mehr) Schichten aufweist, von denen jede Schicht mittels eines Verfahrens gemäß verschiedenen Ausführungsformen strukturiert wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste strukturierte Schicht 202 bzw. deren erstes Targetmaterial 202t eine größere elektrische Leitfähigkeit aufweisen als die zweite strukturierte Schicht 212 und/oder als die dritte strukturierte Schicht 222. Beispielsweise kann eine erste strukturierte Schicht 202 ein elektrisch leitfähiges erstes Targetmaterial 202t aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Metall oder Kohlenstoff in einer Kohlenstoffmodifikation (z.B. Leitruß oder Graphit). Anschaulich kann das erste Targetmaterial 202t ein elektrisch aktives Material aufweisen oder daraus gebildet sein. According to various embodiments, the method in 2100c may include forming a layer stack having multiple (e.g., two, three, or more) layers, each layer being patterned by a method according to various embodiments. According to various embodiments, the first structured layer 202 or its first target material 202t may have greater electrical conductivity than the second structured layer 212 and / or as the third structured layer 222. For example, a first structured layer 202 may comprise an electrically conductive first target material 202t or be formed from it, eg a metal or carbon in a carbon modification (e.g., carbon black or graphite). Clearly, the first target material 202t may comprise or be formed from an electrically active material.
Beispielsweise kann eine zweite strukturierte Schicht 212 ein ionenspeicherndes zweites For example, a second patterned layer 212 may be an ion-storing second
Targetmaterial 212t aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Aktivmaterial (z.B. ein Kathoden- Aktivmaterial), wie beispielsweise NMC, LCO (Lithium-Kobaltoxid) und/oder LFP. Anschaulich kann das zweite Targetmaterial 212t ein kapazitiv aktives Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Target material 212t or formed therefrom, e.g. an active material (e.g., a cathode active material) such as NMC, LCO (lithium cobalt oxide) and / or LFP. Illustratively, the second target material 212t may comprise or be formed from a capacitively active material.
Alternativ kann die zweite strukturierte Schicht 212 ein Anoden-Aktivmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. Silizium aufweisend oder daraus gebildet, z.B. in Form von Siliziumpartikeln 104t. Alternatively, the second patterned layer 212 may include or be formed from an anode active material, e.g. Comprising or formed from silicon, e.g. in the form of silicon particles 104t.
Alternativ oder zusätzlich kann eine dritte strukturierte Schicht 222 ein ionenleitendes drittes Targetmaterial 222t aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Feststoffelektrolyt wie Alternatively or additionally, a third patterned layer 222 may include or be formed from an ion-conducting third target material 222t, e.g. a solid electrolyte such as
beispielsweise LiPON (Lithium-Phosphor-Oxinitrid). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können sich die Targetmaterialien 202t, 212t, 222t voneinander unterscheiden, in zumindest ihrer chemischen Zusammensetzung, ihrer chemischen Reaktivität, ihrer lohnenleitfähigkeit, ihrer elektrischen Leitfähigkeit, ihrer Dicke und/oder ihrer Rauheit. for example, LiPON (lithium-phosphorus-oxinitride). According to various embodiments, the target materials 202t, 212t, 222t may differ from each other in at least their chemical composition, chemical Reactivity, their worth conductivity, their electrical conductivity, their thickness and / or their roughness.
Alternativ oder zusätzlich zu der dritten strukturierten Schicht 222 kann auch ein Flüssigelelektrolyt verwendet werden, welches optional in die zweite strukturierte Schicht 212 eindringt, wenn diese porös ist. As an alternative or in addition to the third structured layer 222, it is also possible to use a liquid electrolyte which optionally penetrates into the second structured layer 212 when it is porous.
Das Substrat 102 kann optional eine Elektrode eines Energiespeichers aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. dessen Stromsammler (auch als Stromableiter bezeichnet). The substrate 102 may optionally include or be formed of an energy storage electrode, e.g. its current collector (also called current collector).
Anschaulich kann die erste strukturierte Schicht 202 das zweite Targetmaterial 222t (z.B. das Aktivmaterial) elektrisch besser mit dem Substrat 102 (z.B. einem Stromableiter) koppeln, als eine herkömmliche glatte Schicht. Fig.22 und Fig.22B veranschaulichen jeweils ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (mit Blickrichtung entlang einer Hauptprozessierseite 102t des Substrats 102). Illustratively, the first patterned layer 202 may better electrically couple the second target material 222t (e.g., the active material) to the substrate 102 (e.g., a current collector) than a conventional smooth layer. FIGS. 22 and 22B each illustrate a method of patterning a layer according to various embodiments in a schematic side view or a cross-sectional view (as viewed along a main processing side 102t of the substrate 102).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 in 2200a eine Leiterplatte 2112 aufweisen oder daraus gebildet sein. Die zu strukturierende Schicht 202 kann eine Metallisierung aufweisen oder daraus gebildet sein. According to various embodiments, the substrate 102 at 2200a may include or be formed from a circuit board 2112. The layer 202 to be structured may include or be formed from a metallization.
Nach dem Strukturieren der Schicht 202 (d.h. wenn die strukturierte Schicht 202 gebildet ist), kann die Schicht 202 mehrere Leiterbahnen 2104 aufweisen. Die mehreren Leiterbahnen 2104 können zumindest zwei Kontaktbereiche 2104a, 2104b, 2104c der Leiterplatte 2112 elektrisch leitfähig miteinander verbinden. Beispielsweise kann der Leiterplatte 2112 eine gedruckte Leiterplatte 2112 aufweisen oder daraus gebildet sein. After patterning the layer 202 (i.e., when the patterned layer 202 is formed), the layer 202 may include a plurality of traces 2104. The plurality of tracks 2104 may electrically conductively connect at least two contact areas 2104a, 2104b, 2104c of the circuit board 2112. For example, the circuit board 2112 may include or may be formed from a printed circuit board 2112.
Die Leiterplatte 2112 kann ein elektrisch isolierendes Material aufweisen oder daraus gebildet sein, in oder auf dem die elektrisch leitfähigen Verbindungen 2104 (Leiterbahnen 2104) gebildet sein oder werden können. Das elektrisch isolierende Material kann optional einen faserverstärkten Kunststoff oder ein Hartpapier aufweisen. Die mehreren Leiterbahnen 2104 können Kupfer aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. in einem Abstand von 35 μιη oder weniger voneinander. Zumindest ein Kontaktbereich 2104a, 2104b, 2104c der Leiterplatte 2112 kann zum Aufnehmen zumindest eines elektronischen Bauelements eingerichtet sein, z.B. eines Chips. Beispielsweise kann das zumindest eine Bauelement mittels Lötflächen (Kontaktpads) oder mittels Lötaugen auf den zumindest einen Kontaktbereich 2104a, 2104b, 2104c gelötet sein oder werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 in 2200b eine Elektrode 2212 eines Kondensators aufweisen oder daraus gebildet sein. Die zu strukturierende Schicht 202 kann eine Funktionalisierung des Substrats 102 bereitstellen. Das Substrat 202 kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. Kupfer. The printed circuit board 2112 may comprise or be formed from an electrically insulating material in or on which the electrically conductive connections 2104 (printed conductors 2104) may or may be formed. The electrically insulating material may optionally comprise a fiber reinforced plastic or a kraft paper. The plurality of interconnects 2104 may comprise or be formed from copper, eg, at a distance of 35 μm or less from each other. At least one contact region 2104a, 2104b, 2104c of the printed circuit board 2112 may be arranged to receive at least one electronic component, eg a chip. For example, the at least one component can be soldered to the at least one contact region 2104a, 2104b, 2104c by means of soldering surfaces (contact pads) or by means of soldering pads. According to various embodiments, the substrate 102 at 2200b may include or be formed from an electrode 2212 of a capacitor. The layer 202 to be patterned may provide functionalization of the substrate 102. The substrate 202 may include or be formed of a metal, eg, copper.
Der Kondensator kann zwei Elektroden 2212, 2222 aufweisen, welche elektrisch voneinander isoliert sind, z.B. mittels eines Dielektrikums 2252. Zumindest eine der zwei Elektroden 2212, 2222 eine gemäß verschiedenen Ausführungsformen strukturierte Schicht 202 aufweisen. Die Schicht 202 kann eine Vielzahl Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Targetmaterial-Feststoffpartikeln 104t können ein Elektrodenmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. Kohlenstoff in einer Kohlenstoffmodifikation (z.B. Kohle) und/oder Titan. The capacitor may comprise two electrodes 2212, 2222, which are electrically isolated from each other, e.g. by means of a dielectric 2252. At least one of the two electrodes 2212, 2222 has a layer 202 structured according to various embodiments. The layer 202 may include or may be formed from a plurality of target solid particles 104t. The target solid particles 104t may include or be formed from an electrode material, e.g. Carbon in a carbon modification (e.g., coal) and / or titanium.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 in 2200c eine Solarzelle 2220 aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine Dünnschichtsolarzelle. Die Solarzelle 2220 kann eine Halbleiterschicht (z.B. eine Siliziumschicht) aufweisen, in welcher ein pn-Übergang gebildet ist, z.B. eine lateral verlaufende pn-Grenzfläche. Die Solarzelle 2220 kann zum Umwandeln von According to various embodiments, the substrate 102 at 2200c may include or be formed from a solar cell 2220, e.g. a thin film solar cell. The solar cell 2220 may comprise a semiconductor layer (e.g., a silicon layer) in which a pn junction is formed, e.g. a laterally extending pn interface. The solar cell 2220 may be used to convert
Strahlungsenergie, z.B. Sonnenlicht, in elektrische Energie eingerichtet sein. Die strukturierte Schicht 202 kann eine Kontaktierung der Solarzelle 2220 bereitstellen. Radiant energy, e.g. Sunlight, be set up in electrical energy. The patterned layer 202 may provide for contacting the solar cell 2220.
Beispielsweise kann die strukturierte Schicht 202 mehrere Busbars 2202b aufweisen oder daraus gebildet sein. Die strukturierte Schicht 202 kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein. Optional kann die strukturierte Schicht 202 mehrere Metallfinger 2202f aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die strukturierte Schicht 202 ein transparentes elektrisch leitfähiges Oxid (auch als TCO bezeichnet) aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. Indium-Zinn-Oxid (ITO), Fluor-Zinn-Oxid For example, the patterned layer 202 may include or may be formed from a plurality of busbars 2202b. The patterned layer 202 may include or be formed from a metal. Optionally, the patterned layer 202 may include a plurality of metal fingers 2202f. Alternatively or additionally, the patterned layer 202 may comprise or be formed of a transparent electrically conductive oxide (also referred to as TCO), e.g. Indium tin oxide (ITO), fluorine-tin oxide
(FTO), Aluminium-Zink-Oxid (AZO) und/oder Antimon-Zinn-Oxid (ATO). (FTO), aluminum-zinc-oxide (AZO) and / or antimony-tin-oxide (ATO).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine strukturierte Schicht 202 bereitgestellt sein oder werden, welcher eine hohe spezifische Oberfläche aufweist. Die strukturierte Schicht 202 muss nicht zwangsläufig eine hohe Kantenschärfe aufweisen, so dass die hierin beschriebene According to various embodiments, a patterned layer 202 may be provided that has a high specific surface area. The patterned layer 202 does not necessarily have high edge sharpness, so the one described herein
Subtraktionslithographie vereinfacht und kostengünstiger durchgeführt sein oder werden kann. Beispielsweise können aufgrund des explosionsartigen Überführens des Opfermaterials 202o in den gasförmigen Aggregatszustand lokal fraktale Strukturen in dem Targetmaterial 202t erzeugt sein oder werden, welche zurückbleiben, und die Erhöhung der Oberfläche der Schicht 202 weiter begünstigen. Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen. Subtraction lithography can be simpler and more cost-effective or can be. For example, due to the explosive transfer of the sacrificial material 202o to the gaseous state, local fractal structures may or may not be created in the target material 202t that will remain and further enhance the increase in the surface area of the layer 202. In the following, various examples will be described which relate to what has been described above and illustrated in the figures.
Beispiel 1 ist ein Verfahren 200a, 200c zum Bilden einer strukturierten Schicht 202 auf einem Substrat 102, wobei das Verfahren aufweist Beschichten des Substrats 102 mit einer zu strukturierenden Schicht 202, welche ein Targetmaterial 202t und ein Opfermaterial 202o aufweist, wobei bei dem Beschichten das Opfermaterial 202o vor dem Targetmaterial 202t und/oder gleichzeitig mit diesem über dem Substrat 102 angeordnet wird; wobei das Anordnen des Example 1 is a method 200a, 200c for forming a patterned layer 202 on a substrate 102, the method comprising coating the substrate 102 with a layer 202 to be patterned comprising a target material 202t and a sacrificial material 202o, wherein the sacrificial material 202o is placed in front of the target material 202t and / or simultaneously with it over the substrate 102; wherein arranging the
Opfermaterials 202o und/oder des Targetmaterials 202t aufweist, Feststoffpartikel 104 über dem Substrat 102 anzuordnen; und Entfernen des Opfermaterials 202o, so dass mehrere Bereiche 204 der Schicht 202 geöffnet werden. Sacrificial material 202o and / or the target material 202t has to arrange solid particles 104 over the substrate 102; and removing the sacrificial material 202o such that a plurality of regions 204 of the layer 202 are opened.
Beispiel 2 ist ein Verfahren 200a, 200c gemäß Beispiel 1 , wobei das Targetmaterial 202t eine größere Partikeldichte aufweist als das Opfermaterial 202o und/oder als das Substrat 102. Example 2 is a method 200 a, 200 c according to Example 1, wherein the target material 202 t has a larger particle density than the sacrificial material 202 o and / or as the substrate 102.
Beispiel 3 ist ein Verfahren 200a, 200c gemäß Beispiel 1 , wobei das Opfermaterial 202o eine größere Partikeldichte aufweist als das Targetmaterial 202t und/oder als das Substrat 102. Example 3 is a method 200 a, 200 c according to Example 1, wherein the sacrificial material 202 o has a larger particle density than the target material 202 t and / or as the substrate 102.
Beispiel 4 ist eine Verfahren 200a, 200c gemäß einem der Beispiele 1 bis 3, wobei bei dem Beschichten das Targetmaterial 202t von dem Opfermaterial 202o unbedeckt bleibt. Example 4 is a method 200a, 200c according to any one of Examples 1 to 3, wherein in the coating, the target material 202t remains uncovered by the sacrificial material 202o.
Beispiel 5 ist ein Verfahren 200a, 200c gemäß einem der Beispiele 1 bis 4, wobei bei dem Example 5 is a method 200a, 200c according to any one of examples 1 to 4, wherein the
Beschichten das Opfermaterial 202o in mehreren voneinander separierten Bereichen 204 der Schicht 202 angeordnet und zwischen diesen und/oder über diesen das Targetmaterial 202t angeordnet wird. Coating the sacrificial material 202o arranged in a plurality of mutually separated regions 204 of the layer 202 and between them and / or over this, the target material 202t is arranged.
Beispiel 6 ist ein Verfahren 200a, 200c gemäß einem der Beispiele 1 bis 5, wobei das Entfernen des Opfermaterials 202o erfolgt, indem dieses zumindest teilweise in einen gasförmigen Example 6 is a method 200a, 200c according to one of Examples 1 to 5, wherein the removal of the sacrificial material 202o takes place by at least partially removing it into a gaseous state
Aggregatszustand überführt wird. Aggregate state is transferred.
Beispiel 7 ist ein Verfahren 200a, 200c gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, wobei das Entfernen des Opfermaterials 202o mittels eines Bestrahlens 402 erfolgt. Example 7 is a method 200 a, 200 c according to one of Examples 1 to 6, wherein the removal of the sacrificial material 202o by means of irradiation 402 takes place.
Beispiel 8 ist ein Verfahren 200a, 200c gemäß einem der Beispiele 1 bis 7, wobei die Example 8 is a method 200a, 200c according to one of Examples 1 to 7, wherein the
Feststoff partikel 104 in einem Vakuum über dem Substrat 102 angeordnet werden. Beispiel 9 ist ein Verfahren 200a, 200c gemäß einem der Beispiel e 1 bis 8, wobei das Opfermaterial 202o und/oder das Targetmaterial 202t mittels eines Druckprozesses über dem Substrat 102 angeordnet wird. Beispiel 10 ist ein Verfahren 200a, 200c gemäß einem der Beispiele 1 bis 9, wobei eine Temperatur, bei der das Opfermaterial 202o in einen gasförmigen Aggregatszustand übergeht, kleiner ist als eine Temperatur, bei dem das Targetmaterial 202t in einen gasförmigen Aggregatszustand übergeht. Solid particles 104 are placed in a vacuum over the substrate 102. Example 9 is a method 200 a, 200 c according to one of examples e 1 to 8, wherein the sacrificial material 202 o and / or the target material 202 t is arranged above the substrate 102 by means of a printing process. Example 10 is a method 200a, 200c according to any one of Examples 1 to 9, wherein a temperature at which the sacrificial material 202o turns into a gaseous state is smaller than a temperature at which the target material 202t becomes a gaseous state.
Beispiel 11 ist ein Verfahren 200a, 200c gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, wobei das Substrat 102 eine Elektrode 1012, 1022, 2212, 2222 eines Energiespeichers aufweist. Example 11 is a method 200 a, 200 c according to one of examples 1 to 10, wherein the substrate 102 has an electrode 1012, 1022, 2212, 2222 of an energy store.
Beispiel 12 ist ein Verfahren 200a, 200c gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, wobei das Substrat 102 eine Solarzelle 2220 aufweist. Beispiel 13 ist ein Verfahren 200a, 200c gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, wobei das dasExample 12 is a method 200 a, 200 c according to one of examples 1 to 10, wherein the substrate 102 has a solar cell 2220. Example 13 is a method 200a, 200c according to one of Examples 1 to 10, wherein the
Verfahren ferner aufweist: Bilden eines kapazitiven Flächensensors mittels des Targetmaterials 202t. The method further comprises: forming a capacitive area sensor by means of the target material 202t.
Beispiel 14 ist ein Verfahren 200a, 200c zum Bilden einer strukturierten Schicht 202, wobei das Verfahren aufweist: Beschichten des Substrats 102 mit einer zu strukturierenden Schicht 202, welche ein Targetmaterial 202t und ein Opfermaterial 202o aufweist, wobei bei dem Beschichten das Opfermaterial 202o vor dem Targetmaterial 202t und/oder gleichzeitig mit diesem über dem Substrat 102 angeordnet wird; wobei das Opfermaterial 202o bei einer kleineren Temperatur und/oder einem größeren Druck als das Targetmaterial 202t in einen gasförmigen Aggregatszustand übergeht; thermisches Überführen des Opfermaterials 202o in den gasförmigen Aggregatszustand, so dass die mehreren Bereiche 204 der Schicht 202 geöffnet werden. Example 14 is a method 200a, 200c for forming a patterned layer 202, the method comprising: coating the substrate 102 with a layer 202 to be patterned comprising a target material 202t and a sacrificial material 202o, wherein in the coating the sacrificial material 202o precedes Target material 202t and / or is arranged simultaneously with this over the substrate 102; wherein the sacrificial material 202o turns into a gaseous state at a lower temperature and / or pressure than the target material 202t; thermally transferring the sacrificial material 202o into the gaseous state so that the plurality of regions 204 of the layer 202 are opened.
Beispiel 15 ist ein Verfahren 200a, 200c zum Bilden einer strukturierten Schicht 202, wobei das Verfahren aufweist: Anordnen eines Substrats 102 in einer Vakuumkammer; Erzeugen eines Stroms von Feststoffpartikeln 104 aus einem Quellbereich in Richtung des Substrats 102; und Anordnen einer Maske 502, 902 zwischen dem Substrat 102 und dem Quellbereich, wobei die Maske 502, 902 eine oder mehrere Öffnungen aufweist. Example 15 is a method 200a, 200c for forming a patterned layer 202, the method comprising: placing a substrate 102 in a vacuum chamber; Generating a stream of solid particles 104 from a source region toward the substrate 102; and placing a mask 502, 902 between the substrate 102 and the source region, the mask 502, 902 having one or more openings.
Beispiel 16 ist eine Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung zur Beschichtung eines Substrats 102, wobei die Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung aufweist: einen Behälter 106, welcher einen Bereich zum Aufnehmen von Feststoffpartikeln 104 aufweist; eine Positionierungsvorrichtung zum Positionieren eines Substrats 102 mit einer Substratoberfläche des Substrats 102 in Richtung des Bereichs; zumindest eine Elektronenquelle 112 zum Einbringen von Elektronen in die Feststoffpartikel 104; eine Steuerung 108, eingerichtet zum Steuern einer elektrostatischen Aufladung der Feststoffpartikel 104 derart, dass eine durch die elektrostatische Aufladung bewirkte Kraft die Feststoffpartikel 104 voneinander trennt und in Richtung der Substratoberfläche des Substrats 102 beschleunigt zum Beschichten der Substratoberfläche mit zumindest einem Teil der voneinander getrennten Feststoffpartikel 104; und eine Maske 502, welche zwischen der Example 16 is a solid particle emission device for coating a substrate 102, wherein the solid particle emission device comprises: a container 106 having a region for receiving solid particles 104; a positioning device for positioning a substrate 102 having a substrate surface of the substrate 102 toward the region; at least one electron source 112 for introducing electrons into the Solid particles 104; a controller 108 configured to control an electrostatic charge of the solid particles 104 such that a force caused by the electrostatic charge separates the solid particles 104 and accelerates toward the substrate surface of the substrate 102 to coat the substrate surface with at least a portion of the separated solid particles 104 ; and a mask 502 which is interposed between the
Positionierungsvorrichtung und dem Behälter 106 angeordnet ist. Positioning device and the container 106 is arranged.
Beispiel 17 ist eine Beschichtungsanordnung 1300a, 1300b zur Beschichtung eines Substrats 102, wobei die Beschichtungsanordnung aufweist: eine Vakuumkammer, in der ein Beschichtungsbereich 306b und ein Strukturierungsbereich 308b angeordnet sind; eine Feststoffpartikel- Emissionsvorrichtung zum Emittieren von Feststoffpartikeln 104 in den Beschichtungsbereich 306b; eine Positionierungsvorrichtung 518, 508, 502a, 502b zum Transportieren eines Substrats 102 zwischen dem Beschichtungsbereich 306b und dem Strukturierungsbereich 308b; eine thermisch- Strukturierungsvorrichtung 308 zum Entfernen eines Opfermaterials 202o von dem Substrat 102 in dem Strukturierungsbereich. Example 17 is a coating arrangement 1300a, 1300b for coating a substrate 102, the coating arrangement comprising: a vacuum chamber in which a coating area 306b and a structuring area 308b are arranged; a solid particle emitting device for emitting solid particles 104 into the coating region 306b; a positioning device 518, 508, 502a, 502b for transporting a substrate 102 between the coating area 306b and the patterning area 308b; a thermal structuring device 308 for removing a sacrificial material 202o from the substrate 102 in the patterning region.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren (200a, 200c) zum Bilden einer strukturierten Schicht (202) auf einem Substrat (102), das Verfahren aufweisend: A method (200a, 200c) of forming a patterned layer (202) on a substrate (102), the method comprising:
· Beschichten des Substrats (102) mit einer zu strukturierenden Schicht (202), welche ein Targetmaterial (202t) und ein Opfermaterial (202o) aufweist,  Coating the substrate (102) with a layer (202) to be patterned, which has a target material (202t) and a sacrificial material (202o),
• wobei bei dem Beschichten das Opfermaterial (202o) vor dem Targetmaterial (202t) und/oder gleichzeitig mit diesem über dem Substrat (102) angeordnet wird;  Wherein, in the coating, the sacrificial material (202o) is placed in front of and / or simultaneously with the target material (202t) over the substrate (102);
• wobei das Anordnen des Opfermaterials (202o) und/oder des Targetmaterials (202t) aufweist, mehrere Feststoffpartikel (104) über dem Substrat (102) anzuordnen, wobei die mehreren Feststoffpartikel, welche über dem Substrat angeordnet werden, aus einem Partikelstrom stammen; und  Wherein arranging the sacrificial material (202o) and / or the target material (202t) comprises disposing a plurality of solid particles (104) over the substrate (102), the plurality of solid particles disposed over the substrate being from a particle stream; and
• Entfernen des Opfermaterials (202o), so dass mehrere Bereiche (204) der Schicht (202) geöffnet werden.  • removing the sacrificial material (202o) so that multiple areas (204) of the layer (202) are opened.
2. Verfahren (200a, 200c)gemäß Anspruch 1 , 2. Method (200a, 200c) according to claim 1,
wobei das Targetmaterial (202t) eine größere Partikeldichte aufweist als das Opfermaterial (202o) und/oder als das Substrat (102).  wherein the target material (202t) has a larger particle density than the sacrificial material (202o) and / or as the substrate (102).
3. Verfahren (200a, 200c) gemäß Anspruch 1 , 3. Method (200a, 200c) according to claim 1,
wobei das Opfermaterial (202o) eine größere Partikeldichte aufweist als das Targetmaterial (202t) und/oder als das Substrat (102).  wherein the sacrificial material (202o) has a larger particle density than the target material (202t) and / or as the substrate (102).
4. Verfahren (200a, 200c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Method (200a, 200c) according to one of claims 1 to 3,
wobei bei dem Beschichten das Targetmaterial (202t) von dem Opfermaterial (202o) unbedeckt bleibt.  wherein, in the coating, the target material (202t) remains uncovered by the sacrificial material (202o).
5. Verfahren (200a, 200c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. Method (200a, 200c) according to one of claims 1 to 4,
wobei bei dem Beschichten das Opfermaterial (202o) in mehreren voneinander separierten Bereichen (204) der Schicht (202) angeordnet und zwischen diesen und/oder über diesen das Targetmaterial (202t) angeordnet wird.  wherein, during the coating, the sacrificial material (202o) is arranged in a plurality of mutually separated regions (204) of the layer (202) and the target material (202t) is arranged between these and / or above them.
6. Verfahren (200a, 200c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. Method (200a, 200c) according to one of claims 1 to 5,
wobei das Entfernen des Opfermaterials (202o) erfolgt, indem dieses zumindest teilweise in einen gasförmigen Aggregatszustand überführt wird.  wherein the removal of the sacrificial material (202o) takes place by at least partially converting it into a gaseous state of aggregation.
7. Verfahren (200a, 200c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Entfernen des Opfermaterials (202o) mittels eines Bestrahlens (402) erfolgt. 7. Method (200a, 200c) according to one of claims 1 to 6, wherein the removal of the sacrificial material (202o) is by means of irradiation (402).
Verfahren (200a, 200c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, Method (200a, 200c) according to one of claims 1 to 7,
wobei die Feststoffpartikel (104) in einem Vakuum über dem Substrat (102) angeordnet werden. wherein the solid particles (104) are placed in a vacuum over the substrate (102).
Verfahren (200a, 200c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, Method (200a, 200c) according to one of claims 1 to 8,
wobei das Opfermaterial (202o) und/oder das Targetmaterial (202t) mittels eines wherein the sacrificial material (202o) and / or the target material (202t) by means of a
Druckprozesses über dem Substrat (102) angeordnet wird.  Printing process over the substrate (102) is arranged.
Verfahren (200a, 200c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, Method (200a, 200c) according to one of Claims 1 to 9,
wobei eine Temperatur, bei der das Opfermaterial (202o) in einen gasförmigen wherein a temperature at which the sacrificial material (202o) in a gaseous
Aggregatszustand übergeht, kleiner ist als eine Temperatur, bei dem das Targetmaterial (202t) in einen gasförmigen Aggregatszustand übergeht. Aggregate state passes, is less than a temperature at which the target material (202t) passes into a gaseous state of aggregation.
Verfahren (200a, 200c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, das Anordnen aufweisend:The method (200a, 200c) according to one of claims 1 to 10, comprising arranging:
• Erzeugen des Partikelstroms aus einem Quellbereich in Richtung des Substrats (102); und Generating the particle stream from a source region in the direction of the substrate (102); and
• Anordnen einer Maske (502, 902) zwischen dem Substrat (102) und dem  Arranging a mask (502, 902) between the substrate (102) and the
Quellbereich, wobei die Maske (502, 902) eine oder mehrere Öffnungen aufweist  Source area, wherein the mask (502, 902) has one or more openings
Verfahren (200a, 200c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , Method (200a, 200c) according to one of claims 1 to 11,
wobei das Substrat (102) eine Elektrode (1012, 1022, 2212, 2222) eines Energiespeichers aufweist. wherein the substrate (102) comprises an electrode (1012, 1022, 2212, 2222) of an energy store.
Verfahren (200a, 200c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , Method (200a, 200c) according to one of claims 1 to 11,
wobei das Substrat (102) eine Solarzelle (2220) aufweist. wherein the substrate (102) comprises a solar cell (2220).
Verfahren (200a, 200c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , das Verfahren ferner aufweisend: The method (200a, 200c) of any one of claims 1 to 11, the method further comprising:
Bilden eines kapazitiven Flächensensors mittels des Targetmaterials (202t).  Forming a capacitive area sensor by means of the target material (202t).
Verfahren (200a, 200c) zum Bilden einer strukturierten Schicht (202), das Verfahren aufweisend: A method (200a, 200c) of forming a patterned layer (202), the method comprising:
• Beschichten des Substrats (102) mit einer zu strukturierenden Schicht (202), welche ein Targetmaterial (202t) und ein Opfermaterial (202o) aufweist, wobei bei dem Beschichten das Opfermaterial (202o) vor dem Targetmaterial (202t) und/oder gleichzeitig mit diesem über dem Substrat (102) angeordnet wird; Coating the substrate (102) with a layer (202) to be patterned, which has a target material (202t) and a sacrificial material (202o), wherein, in the coating, the sacrificial material (202o) is placed in front of and / or simultaneously with the target material (202t) over the substrate (102);
wobei das Opfermaterial (202o) bei einer kleineren Temperatur und/oder einem größeren Druck als das Targetmaterial (202t) in einen gasförmigen Aggregatszustand übergeht;  wherein the sacrificial material (202o) changes to a gaseous state at a lower temperature and / or pressure than the target material (202t);
thermisches Überführen des Opfermaterials (202o) in den gasförmigen  Thermal transfer of the sacrificial material (202o) in the gaseous
Aggregatszustand, so dass die mehreren Bereiche (204) der Schicht (202) geöffnet werden.  Aggregate state, so that the multiple areas (204) of the layer (202) are opened.
Beschichtungsanordnung (1300a, 1300b) zur Beschichtung eines Substrats (102), wobei die Beschichtungsanordnung aufweist: Coating arrangement (1300a, 1300b) for coating a substrate (102), the coating arrangement comprising:
• eine Vakuumkammer, in der ein Beschichtungsbereich (306b) und ein  A vacuum chamber in which a coating area (306b) and a
Strukturierungsbereich (308b) angeordnet sind;  Structuring area (308b) are arranged;
• eine Feststoffpartikel-Emissionsvorrichtung zum Emittieren von Feststoffpartikeln (104) in den Beschichtungsbereich (306b);  A solid particle emission device for emitting solid particles (104) into the coating region (306b);
• eine Positionierungsvorrichtung (518, 508, 502a, 502b) zum Transportieren eines Substrats (102) zwischen dem Beschichtungsbereich (306b) und dem  A positioning device (518, 508, 502a, 502b) for transporting a substrate (102) between the coating area (306b) and
Strukturierungsbereich (308b);  Structuring area (308b);
• eine thermisch-Strukturierungsvorrichtung (308) zum Entfernen eines Opfermaterials (202o) von dem Substrat (102) in dem Strukturierungsbereich.  A thermal patterning device (308) for removing a sacrificial material (202o) from the substrate (102) in the patterning region.
Beschichtungsanordnung (1300a, 1300b) gemäß Anspruch 16, die Feststoffpartikel- Emissionsvorrichtung aufweisend: A coating arrangement (1300a, 1300b) according to claim 16, comprising the solid particle emission device:
• einen Behälter (106), welcher einen Bereich zum Aufnehmen von Feststoffpartikeln (104) aufweist;  A container (106) having a region for receiving solid particles (104);
• eine Positionierungsvorrichtung zum Positionieren eines Substrats (102) mit einer Substratoberfläche des Substrats (102) in Richtung des Bereichs;  A positioning device for positioning a substrate (102) with a substrate surface of the substrate (102) in the direction of the region;
• zumindest eine Elektronenquelle (112) zum Einbringen von Elektronen in die  At least one electron source (112) for introducing electrons into the
Feststoffpartikel (104);  Solid particles (104);
• eine Steuerung (108), eingerichtet zum Steuern einer elektrostatischen Aufladung der Feststoffpartikel (104) derart, dass eine durch die elektrostatische Aufladung bewirkte Kraft die Feststoffpartikel (104) voneinander trennt und in Richtung der  A controller (108) arranged to control an electrostatic charge of the solid particles (104) such that a force caused by the electrostatic charge separates the solid particles (104) from each other and towards the
Substratoberfläche des Substrats (102) beschleunigt zum Beschichten der  Substrate surface of the substrate (102) accelerates to coat the
Substratoberfläche mit zumindest einem Teil der voneinander getrennten  Substrate surface with at least a portion of the separated
Feststoffpartikel (104); und  Solid particles (104); and
• eine Maske (502), welche zwischen der Positionierungsvorrichtung und dem Behälter (106) angeordnet ist.  A mask (502) disposed between the positioning device and the container (106).
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