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DE102006003606A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Strukturieren einer Oberflächenschicht - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Strukturieren einer Oberflächenschicht Download PDF

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DE102006003606A1
DE102006003606A1 DE102006003606A DE102006003606A DE102006003606A1 DE 102006003606 A1 DE102006003606 A1 DE 102006003606A1 DE 102006003606 A DE102006003606 A DE 102006003606A DE 102006003606 A DE102006003606 A DE 102006003606A DE 102006003606 A1 DE102006003606 A1 DE 102006003606A1
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jet
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DE102006003606A
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Daniel Dr. Kray
Daniel Dr.Ing. Biro
Ansgar Dipl. Ing. Mette
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Albert Ludwigs Universitaet Freiburg
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Albert Ludwigs Universitaet Freiburg
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strukturieren einer auf einem Substrat (8) angeordneten Oberflächenschicht (9) aus einem ersten Material, wobei das Substrat (8) aus einem vom ersten Material unterschiedlichen zweiten Material besteht und ein auf die Oberflächenschicht (9) gerichteter Flüssigkeitsstrahl (6) über abzutragende Bereiche der Oberflächenschicht (9) geführt wird, wobei ferner der Flüssigkeitsstrahl (6) eine ätzende Flüssigkeit enthält, die auf das erste Material eine stärker ätzende Wirkung hat als auf das zweite Material und die Oberflächenschicht (9) vorher oder zugleich in den abzutragenden Bereichen lokal aufgeheizt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strukturieren und insbesondere zum Mikrostrukturieren einer auf einem Substrat angeordneten, typischerweise dünnen Oberflächenschicht nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines solches Verfahrens. Gattungsgemäß besteht dabei die Oberflächenschicht aus einem ersten Material und das Substrat aus einem von diesem ersten Material unterschiedenen zweiten Material.
  • Die Erfindung befasst sich insbesondere mit der Mikrostrukturierung von dünnen Siliciumnitrid-Schichten (SiNx), die aktuell die Standard-Antireflexbeschichtung bei kommerziellen Solarzellen bilden. Da diese Antireflexbeschichtung, die auch teilweise als Vorderseitenpassivierung dient, vor der Vorderseitenmetallisierung aufgebracht wird, muss die nichtleitende Schicht lokal für die Metallkontakte geöffnet werden.
  • Neben SiNx können auch andere Schichten strukturiert werden, insbesondere solche, die sich mit Hilfe von H3PO4 ätzen lassen. Die zu bearbeitenden Schichten befinden sich auf einem Substrat, das beispielsweise aus Silicium, Glas, Metall, Keramik oder Kunststoff bestehen kann und das seinerseits mit einer oder mehreren Schichten beschichtet sein kann.
  • Stand der Technik ist hierbei das Bedrucken der SiNx-Schicht mit einer Glasfritte-haltigen Metallpaste. Diese wird zunächst getrocknet (Austreiben der organischen Lösemittel) und dann bei hohen Temperaturen (etwa 900 °C) gefeuert. Dabei greift die Glasfritte die SiNx-Schicht an, löst sie lokal auf und ermöglicht dadurch die Ausbildung eines Silicium-Metall-Kontakts. Nachteile sind der hohe Kontaktwiderstand, der durch die Glasfritte verursacht wird (> 10-3 Ω cm2) und die auftretenden hohen Prozesstemperaturen, die die Qualität von Passivierungsschichten wie die des Siliciumsubstrats reduzieren können.
  • Eine schonendere Möglichkeit, die SiNx-Schicht lokal zu öffnen, besteht in der Anwendung der Photolithografie kombiniert mit nasschemischem Ätzen. Dabei wird zunächst eine Photolackschicht auf den Wafer aufgebracht und über W-Belichtung und Entwickeln strukturiert. Es folgt ein nasschemischer Ätzschritt in einem flusssäurehaltigem Chemikaliensystem, der das SiNx an den Stellen entfernt, an denen der Photolack geöffnet wurde. Nachteil dieses Verfahrens ist der enorme Aufwand und die damit verbundenen Kosten. Zudem kann kein für die Solarzellenproduktion ausreichender Durchsatz erreicht werden. Bei einigen Nitriden kann das Verfahren nicht angewendet werden, da die Ätzraten zu gering sind.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens vorzuschlagen, mit denen die geschilderten Nachteile vermieden werden und mit denen mit vergleichsweise geringem Aufwand eine präzise und schädigungsfreie Mikrostrukturierung einer Oberflächenschicht ermöglicht werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18 und einen Festkörper mit einer entsprechend strukturierbaren Oberfläche mit den Merkmalen des Anspruchs 19. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.
  • Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein auf die Oberflächenschicht gerichteter Flüssigkeitsstrahl über abzutragende Bereiche der Oberflächenschicht geführt wird, wobei der Flüssigkeitsstrahl eine ätzende Flüssigkeit enthält, die auf das erste Material eine stärker ätzende Wirkung hat als auf das zweite Material, und dass die Oberflächenschicht vorher oder zugleich in den abzutragenden Bereichen lokal aufgeheizt wird, wird mit ausgesprochen geringem Aufwand zweierlei erreicht. Einerseits kann die Oberflächenschicht in den genannten Bereichen vollständig abgetragen werden, ohne dass das Substrat dabei beschädigt wird, weil die Flüssigkeit auf letzteres eine weniger (vorzugsweise gar keine) ätzende Wirkung hat. Zugleich wird durch das lokale Aufheizen der Oberflächenschicht in den abzutragenden Bereichen, wodurch vorzugsweise ausschließlich diese Bereiche aufgeheizt werden, ein gut lokalisiertes, auf diese Bereiche beschränktes Abtragen der Oberflächenschicht ermöglicht. Das ergibt sich aus der Tatsache, dass die ätzende Wirkung der Flüssigkeit typischerweise mit zunehmender Temperatur zunimmt, so dass eine Beschädigung der Oberflächenschicht in benachbarten, nicht aufgeheizten Bereichen durch evtl. dorthin gelangende Teile der ätzenden Flüssigkeit weitgehend vermieden wird.
  • Bei dem ersten, die Oberflächenschicht bildenden Material handelt es sich in bevorzugten Ausführungen des beschriebenen Verfahrens um Siliciumnitrid (SiNx), welches z.B. eine Antireflexbeschichtung und/oder eine Vorderseitenpassivierung einer Solarzelle bilden kann. Das zweite Material, welches das Substrat bildet, kann beispielsweise durch Silicium, Glas, Metall, Keramik oder Kunststoff gegeben sein. Bei typischen Anwendungen des Verfahrens wird die Oberflächenschicht eine Dicke von zwischen 1 nm und 300 nm haben. Das Substrat kann bei typischen Anwendungen des Verfahrens eine Schichtdicke von zwischen 25 μm und 800 μm haben. Damit ergäbe sich ein z.B. zur Herstellung von Solarzellen geeigneter Aufbau.
  • Als ätzende Flüssigkeit wird bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung eine H3PO4 (Phosphorsäure) enthaltende Flüssigkeit verwendet. Insbesondere bei den zuvor genannten Materialien für die Oberflächenschicht und das Substrat wird dadurch die gewünschte Eigenschaft sichergestellt, dass die Flüssigkeit auf das die Oberflächenschicht bildende erste Material eine stärker ätzende Wirkung hat als auf das das Substrat bildende zweite Material. Der Flüssigkeits strahl kann dabei aus reiner oder hoch konzentrierter Phosphorsäure oder auch verdünnter Phosphorsäure gebildet werden. Die Phosphorsäure kann z.B. in Wasser oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel verdünnt und in unterschiedlicher Konzentration verwendet werden. Auch können Zusätze zur Veränderung von pH-Wert (Säuren oder Laugen), Benetzungsverhalten (z.B. Tenside) oder Viskosität (z.B. Alkohole) zugesetzt werden. Besonders gute Ergebnisse werden bei Verwendung einer Flüssigkeit erzielt, die Phosphorsäure mit einem Anteil von 50 bis 85 Gew.-% enthält. Damit lässt sich insbesondere eine zügige Bearbeitung der Oberflächenschicht ohne Beschädigung des Substrats und umliegender Bereiche realisieren.
  • Einen besonders einfachen Aufbau zur Durchführung des Verfahrens kann man erreichen, wenn zum Aufheizen der Oberflächenschicht ein in den Flüssigkeitsstrahl eingekoppelter Laserstrahl verwendet wird. Vorzugsweise wird dann ein möglichst laminarer Flüssigkeitsstrahl zur Durchführung des Verfahrens verwendet. Der Laserstrahl kann dann in besonders effektiver Weise durch Totalreflexion in dem Flüssigkeitsstrahl geführt werden, so dass letzterer die Funktion eines Lichtleiters erfüllt. Das Einkoppeln des Laserstrahls kann z.B. durch ein zu einer Strahlrichtung des Flüssigkeitsstrahls senkrecht orientiertes Fenster in einer Düseneinheit erfolgen. Das Fenster kann dabei auch als Linse zum Fokussieren des Laserstrahls ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine von dem Fenster unabhängige Linse zum Fokussieren oder Formen des Laserstrahls verwendet werden. Die Düseneinheit kann dabei bei einer besonders einfachen Ausführung der Erfindung so ausgelegt sein, dass die Flüssigkeit von einer Seite oder von mehreren Seiten in zur Strahlrichtung radialer Richtung zugeführt wird. Typischerweise wird die ätzende Flüssigkeit dabei, wie auch bei anderen Ausführungen der Erfindung, mit einem Druck von zwischen 20 bar und 500 bar zugeführt. Um eine möglichst saubere Mikrostrukturierung der Oberflächenschicht zu erlauben, kann der Flüssigkeitsstrahl bei der zuletzt beschriebenen Ausführung der Erfindung wie bei anderen Ausführungen der Erfindung vorteilhafterweise mit einem Durchmesser von höchstens 100 μm gestaltet werden.
  • Eine andere Ausführung der Erfindung sieht vor, dass der Flüssigkeitsstrahl durch einen Aerosol-Strahl gebildet wird. Die Oberflächenschicht kann bei einer solchen Ausführung des Verfahrens indirekt aufgeheizt werden durch ein Heizen des Aerosol-Strahls. (Auch bei anderen Ausführungen des Verfahrens ist es selbstverständlich möglich, das lokale Aufheizen der abzutragenden Bereiche durch ein Heizen des Flüssigkeitsstrahls indirekt zu erreichen.) Der Aerosol-Strahl kann dazu durch ein Vorwärmen der Flüssigkeit und/oder ein Vorwärmen eines im Aerosol-Strahl enthaltenen Gases geheizt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den bereits beschriebenen Arten des Aufheizens der abzutragenden Bereiche der Oberflächenschicht kann auch ein auf die Oberflächenschicht gerichteter Laserstrahl über die abzutragenden Bereiche geführt werden, bevor jeweils der Flüssigkeitsstrahl über diese Bereiche geführt wird. Auch ist es möglich, eine über die Oberflächenschicht geführte Düse zur Erzeugung des Flüssigkeitsstrahls und eine davon unabhängige, ebenfalls über die Oberflächenschicht geführte Laserstrahlquelle so anzuordnen, dass der Laserstrahl und der Flüssigkeitsstrahl jeweils an derselben Stelle auftreffen.
  • Das beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Solarzellen, bei denen eine beispielsweise aus Siliciumnitrid gebildete Oberflächenschicht vor einer Metallisierung stellenweise geöffnet werden muss, um eine leitende Verbindung zwischen einer auf die Oberflächenschicht aufgebrachten Metallschicht und dem Substrat zu ermöglichen. Eine entsprechende Weiterentwicklung des Verfahrens sieht dazu vor, dass auf der Oberflächenschicht eine Metallschicht aufgebracht wird, nachdem die Oberflächenschicht in zuvor geschilderter Weise lokal geöffnet worden ist. Das Aufbringen der Metallschicht kann dazu beispielsweise über Siebdruck von vorzugsweise frittelosen Pasten mit reduziertem Kontaktwiderstand oder über Galvanikprozesse (z.B. Nickel-Galvanik) erfolgen.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens beschriebener Art kann so ausgeführt sein, dass es eine Düseneinheit mit einem Fenster zum Einkoppeln eines Laserstrahls, einer Flüssigkeitszufuhr und einer Düsenöffnung umfasst, wobei die Düseneinheit gehalten ist von einer Führungsvorrichtung zum gesteuerten, vorzugsweise automatisierten, Führen der Düseneinheit über die zu strukturierende Oberflächenschicht. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung typischerweise auch eine Laserstrahlquelle mit einer dem Fenster korrespondierend angeordneten Lichtaustrittsfläche, die beispielsweise durch ein Ende eines Lichtleiters gegeben sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eine Düse zum Erzeugen des Flüssigkeitsstrahls und eine Laserlichtquelle umfassen, wobei die Düse und die Laserlichtquelle von jeweils einer Führungsvorrichtung oder von einer gemeinsamen Führungsvorrichtung gehalten ist zum Führen der Düse und der Laserlichtquelle über dieselben Bereiche der zu strukturierenden Oberflächenschicht.
    •
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der 1 und 2 beschrieben.
  • Es zeigt
  • 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Schnitt durch ein mit einer Oberflächenschicht versehenes Substrat und eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
  • 2 in entsprechender Darstellung einen Aufbau für ein Verfahren in einer anderen Ausführung der Erfindung.
  • In der 1 ist eine Düseneinheit 1 dargestellt, die ein Fenster 2 zum Einkoppeln eines Laserstrahls 3 sowie eine Flüssigkeitszufuhr 4 und eine Düsenöffnung 5 umfasst. Diese Düseneinheit dient zur Erzeugung eines Flüssigkeitsstrahls 6, in dem der eingekoppelte Laserstrahl 3 durch Totalreflexion geführt wird. Das Fenster 2 ist zu einer Strahlrichtung des Flüssigkeitsstrahls 6 senkrecht orientiert. Eine oberhalb des Fensters 2 angeordnete, genauso orientierte Linse 7 dient zum Fokussieren des Laserstrahls 3. Als den Flüssigkeitsstrahl 6 bildende Flüssigkeit wird Phosphorsäure in zur Strahlrichtung radialer Richtung mit einem Druck von 20 bar bis 500 bar durch die Flüssigkeitszufuhr 4 der Düseneinheit 1 zugeführt. Der erzeugte Flüssigkeitsstrahl 6 hat einen Durchmesser von etwa 80 μm.
  • Ebenfalls dargestellt ist ein Substrat 8 aus Silicium mit einer Schichtdicke von 270 μm auf dem eine Oberflächenschicht 9 aus Siliciumnitrid (SiNx) angeordnet ist, welche eine Schichtdicke von 70 μm hat. Bei dem in der 1 dargestellten Verfahren wird die Oberflächenschicht 9 dadurch mikrostrukturiert, dass der Flüssigkeitsstrahl 6 mit dem in diesem Flüssigkeitsstrahl 6 geführten Laserstrahl 3 über abzutragende Bereiche der Oberflächenschicht geführt wird. Dazu wird die Düseneinheit 1 von einer in der Figur nicht abgebildeten Führungsvorrichtung gehalten, welche die Düseneinheit gesteuert über die zu strukturierende Oberflächenschicht 9 führt. Dadurch, dass die den Flüssigkeitsstrahl 6 bildende Phosphorsäure auf Siliciumnitrid eine wesentlich stärker ätzende Wirkung hat als auf Silicium, wobei ein Ätzen wiederum nahezu ausschließlich dort stattfindet, wo die Oberflächenschicht 9 aufgeheizt wird, wird die Oberflächenschicht 9 sehr sauber genau dort abgetragen, wo der Flüssigkeitsstrahl 6 entlanggeführt wird, während das Substrat 8 praktisch unbeschädigt bleibt. Ein lokales Aufheizen abzutragender Bereiche der Oberflächenschicht 9 erfolgt dabei durch den im Flüssigkeitsstrahl 6 geführten Laserstrahl 3. Wenn die Phosphorsäure beispielsweise beim Abtransport auch benachbarte Bereiche der Oberflächenschicht 9 berührt, hinterlässt sie dort nahezu keine Schäden, weil jene Bereiche nicht aufgeheizt werden. Um ein präzises Strukturieren der Oberflächenschicht 9 zu erlauben, ist die Düseneinheit 1 so ausgelegt, dass der Flüssigkeitsstrahl 6 laminar ist. In einem nicht dargestellten Arbeitsschritt wird schließlich eine Metallschicht auf der Oberflächenschicht aufgebracht, nachdem die Oberflächenschicht 9 in geschilderter Weise lokal geöffnet worden ist. Durch das geschilderte Verfahren wird im vorliegenden Fall eine Solarzelle herge stellt.
  • Mit dem beschriebenen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch einen sehr schmalen laminaren Strahl von Phosphorsäure gelöst, in den der Laserstrahl 3 eingekoppelt wird. Der Laserstrahl 3 wird in dem Flüssigkeitsstrahl 6, der beispielsweise einen Durchmesser von ≤ 100 μm hat, durch interne Totalreflexion geführt. Am Auftreffpunkt des Säurestrahls trifft ebenso der Laserstrahl 3 auf und erhitzt das SiNx lokal. Damit können an dieser Stelle die für die nasschemische Ätzen notwendigen Temperaturen erzeugt und das SiNx abgetragen werden. Da H3PO4 im kalten Zustand SiNx nur extrem langsam ätzt, wird nur im Bereich der Laserstrahlung ein wesentlicher Abtrag erreicht und in den angrenzenden Bereichen der SiNx-Schicht keine Veränderung erzeugt. Da H3PO4 zudem Silicium erheblich langsamer als SiNx ätzt, kann einfach sichergestellt werden, dass nur die SiNx-Schicht und nicht das darunterliegende Silicium abgetragen wird. Damit wird die üblicherweise an das SiNx angrenzende, nur wenige Hundert Nanometer dünne Emitterschicht geschützt.
  • Wird die SiNx-Schicht auf die vorgestellte Weise geöffnet, kann die Metallisierung entweder über Siebdruck von frittelosen Pasten mit reduziertem Kontaktwiderstand oder beispielsweise über Galvanikprozesse (z.B. Ni-Galvanik) erfolgen.
  • Außer reiner Phosphorsäure kann auch Phosphorsäure in einem geeigneten Lösungsmittel, wie z.B. Wasser, in unterschiedlicher Konzentration, beispielsweise mit einem H3PO4-Anteil von 50 bis 85 Gew.-%, verwendet werden. Weiterhin können Zusätze zur Veränderung von pH-Wert (z.B. Säure oder Laugen), Benetzungsverhalten (z.B. Tenside) oder Viskosität (z.B. Alkohole) zugesetzt werden.
  • Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht den Einsatz eines Aerosol-Strahls vor, der H3PO4 enthält. Eine solche Ausführungsform ist. schematisch in 2 dargestellt. Wiederkehrende Merkmale sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Hier kann das Substrat 8 und/oder der Flüssigkeitsstrahl 6, bei dem es sich jetzt um einen Aerosol-Strahl handelt, geheizt werden, um die notwendigen Temperaturen für das nasschemische Ätzen des Siliciumnitrids zu erhalten. (Ein solches Verfahren lässt sich insbesondere auch mit dem M3D-System der Firma Optomec realisieren.) Die in der 2 abgebildete Vorrichtung umfasst eine Düse 10 zum Erzeugen des Flüssigkeitsstrahls 6 und eine Laserlichtquelle 11, wobei die Düse 10 und die Laserlichtquelle 11 von einer gemeinsamen Führungsvorrichtung 12 gehalten werden, so dass beide über dieselben Bereiche der zu strukturierenden Oberflächenschicht 9 geführt werden können, in 2 durch Bewegung des abgebildeten Teils der Führungsvorrichtung 12 in Richtung des eingezeichneten Pfeils. Bei einer Abwandlung der Vorrichtung können die Düse 10 und die Laserlichtquelle 11 auch so orientiert werden, dass der Flüssigkeitsstrahl 6 und der Laserstrahl 3 an derselben Stelle auf die Oberflächenschicht 9 auftreffen. Auch ist es möglich, für die Düse 10 und die Laserlichtquelle 11 jeweils eine eigene Führungsvorrichtung 12 vorzusehen.
  • Mit der in der 2 schematisch dargestellten Vorrichtung kann eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens realisiert werden, bei dem der auf die Oberflächenschicht 9 gerichtete Laserstrahl 3 zum lo kalen Aufheizen der Oberflächenschicht 9 über deren abzutragende Bereiche geführt wird, bevor jeweils der Flüssigkeitsstrahl 6 über diese Bereiche geführt wird. Zusätzlich kann auch der Aerosol-Strahl geheizt und dadurch die Oberflächenschicht 9 indirekt aufgeheizt werden. Dazu kann die im Flüssigkeitsstrahl 6 enthaltene Phosphorsäure und/oder ein im Aerosol-Strahl enthaltenes Gas vorgewärmt werden.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Strukturieren einer auf einem Substrat (8) angeordneten Oberflächenschicht (9) aus einem ersten Material, wobei das Substrat (8) aus einem vom ersten Material unterschiedenen zweiten Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf die Oberflächenschicht (9) gerichteter Flüssigkeitsstrahl (6) über abzutragende Bereiche der Oberflächenschicht (9) geführt wird, wobei der Flüssigkeitsstrahl (6) eine ätzende Flüssigkeit enthält, die auf das erste Material eine stärker ätzende Wirkung hat als auf das zweite Material, und dass die Oberflächenschicht (9) vorher oder zugleich in den abzutragenden Bereichen lokal aufgeheizt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ätzende Flüssigkeit H3PO4 enthält.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten Material um Siliciumnitrid handelt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zweiten Material um Silicium, Glas, Metall, Keramik oder Kunststoff handelt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsstrahl (6) laminar ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufheizen der Oberflächenschicht (9), ein Laserstrahl (3) in den Flüssigkeitsstrahl (6) eingekoppelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (3) durch Totalreflexion in dem Flüssigkeitsstrahl (6) geführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einkoppeln des Laserstrahls (3) durch ein zu einer Strahlrichtung des Flüssigkeitsstrahls (6) senkrecht orientiertes Fenster (2) in einer Düseneinheit (1) erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit der Düseneinheit (1) in zur Strahlrichtung radialer Richtung zugeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeitsstrahl (6) ein Aerosol-Strahl verwendet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (9) indirekt aufgeheizt wird durch ein Heizen des Aerosol-Strahls.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Aerosol-Strahl geheizt wird durch ein Vorwärmen der Flüssigkeit und/oder eines im Aerosol-Strahl enthaltenen Gases.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum lokalen Aufheizen der Oberflächenschicht (9) ein auf die Oberflä chenschicht (9) gerichteter Laserstrahl (3) über die abzutragenden Bereiche geführt wird, bevor jeweils der Flüssigkeitsstrahl (6) über diese Bereiche geführt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsstrahl (6) einen Durchmesser von höchstens 100 μm hat.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (9) eine Dicke von 1 nm bis 300 nm und/oder das Substrat (8) eine Schichtdicke von 25 μm bis 800 μm hat.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberflächenschicht (9) eine Metallschicht aufgebracht wird, nachdem die Oberflächenschicht (9) in geschilderter Weise lokal geöffnet worden ist.
  17. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 9 oder 13 bis 16, sofern letztere auf Anspruch 6 rückbezogen sind, umfassend eine Düseneinheit (1) mit einem Fenster (2) zum Einkoppeln eines Laserstrahls (3), einer Flüssigkeitszufuhr (4) und einer Düsenöffnung (5), wobei die Düseneinheit (1) gehalten ist von einer Führungsvorrichtung (12) zum gesteuerten Führen der Düseneinheit über die zu strukturierende Oberflächenschicht (9).
  18. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 13 oder 14 bis 16, sofern letztere auf Anspruch 13 rückbezogen sind, umfassend eine Düse (10) zum Erzeugen des Flüssigkeitsstrahls (6) und eine Laserlichtquelle (11), wobei die Düse (10) und die Laserlichtquelle (11) von jeweils einer Führungsvorrichtung (12) oder von einer gemeinsamen Führungsvorrichtung (12) gehalten ist zum Führen der Düse (10) und der Laserlichtquelle (11) über dieselben Bereiche der zu strukturierenden Oberflächenschicht (9).
  19. Festkörper mit einer nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 strukturierbaren Oberfläche.
DE102006003606A 2006-01-25 2006-01-25 Verfahren und Vorrichtung zum Strukturieren einer Oberflächenschicht Ceased DE102006003606A1 (de)

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