DE10151131A1

DE10151131A1 - Verfahren zum Erzeugen einer strukturierten Schicht auf einem Substrat

Info

Publication number: DE10151131A1
Application number: DE10151131A
Authority: DE
Inventors: Guenter Schmid; Hagen Klauk; Ute Zschieschang
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2003-05-08

Abstract

Ein Verfahren zum Erzeugen einer strukturierten Schicht auf einer Oberfläche (12) eines Substrats (10) umfasst einen Schritt des Erzeugens einer Maske (14) aus fixiertem Toner auf der Oberfläche (12) des Substrats (10) mittels eines Laserdruckverfahrens und einen Schritt des Erzeugens der strukturierten Schicht mit einer durch die Maske definierten Struktur.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen einer strukturierten Schicht auf einer Oberfläche eines Substrates und insbesondere auf ein solches Verfahren ohne eine Verwendung einer Photomaske.
Um eine Oberfläche eines Substrats selektiv zu metallisieren oder mit einer anderen strukturierten Schicht zu versehen, ist es erforderlich, die zu metallisierenden Bereiche der Substratoberfläche in geeigneter Weise zu definieren. Dies kann entweder vor oder nach einem Aufbringen bzw. Abscheiden einer Metallschicht erfolgen.

Ein herkömmliches Verfahren besteht darin, zunächst eine geschlossene Metallschicht auf der gesamten Substratoberfläche abzuscheiden, beispielsweise indem Metall zerstäubt oder verdampft wird und sich auf der Substratoberfläche absetzt oder durch eine stromlose Bad-Metallisierung. Die Definition der zu ätzenden Bereiche kann mittels einer Photolithographie erfolgen, bei der durch Aufbringen einer geschlossenen Photolackschicht auf die Metallschicht, ein selektives Belichten unter Verwendung einer Photomaske und ein anschließendes Entwickeln eine Lackmaske erzeugt wird. Anschließend wird die geschlossene Metallschicht durch selektives chemisches Ätzen strukturiert, wobei Bereiche der Metallschicht entfernt werden, die nicht durch die Lackmaske geschützt sind. Abschließend wird die Lackmaske mit einem geeigneten Lösungsmittel oder durch Plasmaätzen entfernt.

Ein weiteres herkömmliches Verfahren besteht darin, vor dem Abscheiden der Metallschicht eine (Negativ-) Lackmaske aufzubringen. Dazu wird wiederum eine Photolackschicht auf das Substrat aufgebracht, unter Verwendung einer Photomaske selektiv belichtet und anschließend entwickelt. Über der Photolackmaske und den durch die Photolackmaske nicht bedeckten Bereichen der Oberfläche des Substrats wird eine geschlossene Metallschicht abgeschieden. Beim Auflösen des Photolacks in einem geeigneten Lösungsmittel wird die Metallschicht in den durch die Lackmaske bedeckten Bereichen der Oberfläche des Substrats abgehoben und entfernt.

Beide herkömmliche Verfahren erfordern einen photolithographischen Prozessschritt, welcher aufgrund hoher Investitionskosten (insbesondere für einen Belichter), hoher Materialkosten (insbesondere für Photomasken und Photolack), entstehender Abfälle (Lösungsmittel und Photolack) und eines niedrigen Prozessdurchsatzes erheblich zu den Gesamtkosten des Metallisierungsprozesses beiträgt.

Eine kostengünstige Alternative zu den genannten Verfahren ist das Mikrokontaktdrucken. Hierbei wird unter Verwendung eines elastischen Stempels eine selbstorganisierende monomolekulare Schicht selektiv auf das Substrat oder auf eine bereits auf dem Substrat abgeschiedene Metallschicht aufgebracht. Dabei wird die organische Monoschicht nur dort vom Stempel auf das Substrat bzw. die Metallschicht übertragen, wo der Stempel mit der Oberfläche in direkten Kontakt tritt. Vertiefungen in dem Stempel definieren Bereiche, in denen derselbe nicht mit der Oberfläche bzw. der Metallschicht in Kontakt tritt und deshalb auch kein Materialübertrag stattfindet. In einem nachfolgenden Prozessschritt wirkt die organische Monoschicht entweder als Metallisierungsmaske oder als Ätzmaske. Das Ergebnis ist eine strukturierte Metallschicht auf dem Substrat (siehe auch A. Kumar et al.: "The Use of Self-Assembled Monolayers and a Selektive Etch To Generate Patterned Gold Features", J. Am. Chem. Soc., Band 114, Seiten 9188-9189, 1992, und H. Kind et al.: "Patterned Electroless Deposition of Copper by Microcontact Printing Palladium(II) Complexes on Titanium-Covered Surfaces", Langmuir, Band 16, Seiten 6367-6373, 2000).

Das Mikrokontaktdrucken erlaubt eine selektive Metallisierung eines Substrats ohne einen photolithographischen Prozessschritt. Dies ermöglicht eine erhebliche Erhöhung des Prozessdurchsatzes. Außerdem kann der elastische Stempel viele Male (d. h. für viele Substrate) verwendet werden, bevor er aufgrund von mechanischem Verschleiß erneuert werden muss. Allerdings erfordert die Herstellung des Stempels einen kostenintensiveren Photolithographieschritt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einfaches Verfahren zur kostengünstigen Erzeugung einer strukturierten Schicht auf einer Oberfläche eines Substrats zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erzeugen einer strukturierten Schicht auf einer Oberfläche eines Substrats einen Schritt des Erzeugens einer Maske aus fixiertem Toner auf der Oberfläche des Substrats mittels eines Laserdruckverfahrens und einen Schritt des Erzeugens der strukturierten Schicht mit einer durch die Maske definierten Struktur.

Bevorzugte Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen definiert.

Die vorliegende Erfindung schafft ein einfaches Verfahren zur kostengünstigen selektiven, d. h. strukturierten, Metallisierung eines flexiblen oder festen Substrats. Im Stand der Technik ist ein solches Verfahren zur selektiven Metallisierung bzw. Abscheidung von Schichten, welches vollständig ohne eine traditionelle Photolithographie auskommt, unbekannt.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es keinen photolithographischen Prozessschritt herkömmlicher Art erfordert, da die Definition der zu metallisierenden Gebiete auf der Oberfläche des Substrats durch Bedrucken in einem herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Laserdrucker erfolgt.

Das Verfahren eignet sich sowohl für flexible als auch für feste Substrate und zeichnet sich durch vergleichsweise niedrige Investitions-, Geräte- und Materialkosten aus, da anstelle eines in einer herkömmlichen Photolithographie benötigten Belichters und einer Photomaske ein einfacher Laserdrucker zum Einsatz kommen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für eine breite Palette von Herstellungsverfahren und Produkten, beispielsweise für die Herstellung flacher Antennenspulen für flexible HF-Identifikations-Systeme. Ferner ist das Verfahren mit einer breiten Palette von Metallisierungsverfahren kombinierbar. Insbesondere auf dem Gebiet der HF-Identifikations-Systeme können so die Strukturgebung der Antenne und die Herstellung der ersten Metallisierungslage einer auf organischen Halbleitern basierenden integrierten Schaltung gleichzeitig erfolgen. Daraus folgt eine weitere erhebliche Verringerung der Kosten bei der Aufbau- und Verbindungstechnik.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Substrats, auf das gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Maske und eine Metallschicht aufgebracht sind;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Substrats, auf das gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Maske und eine strukturierte Metallschicht aufgebracht sind;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Substrats, auf das gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Maske und eine strukturierte Metallschicht aufgebracht sind; und
Fig. 4 ein Beispiel für eine durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte strukturierte Metallisierung auf einem Substrat.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein Substrat 10 senkrecht zu einer Oberfläche 12 des Substrats 10. An der Oberfläche 12 des Substrats 10 soll eine lateral strukturierte Metallschicht erzeugt werden. Dazu wird die erwünschte Struktur (Muster) mittels eines Layout- Programmes, beispielsweise L-Edit, an einem Computer erstellt und an einen Laserdrucker gesendet. Das flexible Substrat 10 wird in den Drucker eingelegt und von diesem entsprechend der erstellten Struktur bzw. Strukturvorlage selektiv bedruckt. Im einzelnen werden dazu Tonerpartikel entsprechend der erwünschten Struktur auf die Oberfläche 12 des Substrats 10 aufgebracht und mittels mechanischen Druck und einer erhöhten Temperatur an der Oberfläche 12 fixiert. Das fertig bedruckte Substrat 10 trägt an der Oberfläche 12 eine aus dem fixierten Toner gebildete Maske 14. Prinzipiell ist die Verwendung verschiedener Substrate und verschiedener Toner möglich, wodurch sich eine breite Palette von Anwendungsmöglichkeiten ergibt. Bei einer Druckauflösung von 1200 dpi (dots per inch) beträgt die minimale Strukturgröße etwa 40 µm bis 50 µm.
Die Maske 14 bedeckt in einem oder mehreren ersten Bereichen 16 die Oberfläche 12 des Substrats 10. In einem oder mehreren zweiten Bereichen 18 weist die Maske 14 Öffnungen auf, in denen sie die Oberfläche 12 des Substrats nicht bedeckt. Beim Erstellen der Strukturvorlage für die Maske 14 am Computer werden die Bereiche 16, 18 so gewählt, dass die ersten Bereiche 16 genau jene Bereiche definieren, in denen die Oberfläche 12 später nicht metallisiert bzw. mit einer Metallschicht versehen werden soll. Umgekehrt definieren die zweiten Bereiche 18 jene Bereiche der Oberfläche 12, auf welche eine Metallschicht aufgebracht werden soll. Die Maske 14 ist somit eine Negativmaske.
In einem nächsten Schritt wird eine Metallschicht 20 vollflächig auf der Maske 14 und den nicht durch die Maske 14 bedeckten zweiten Bereichen 18 der Oberfläche 12 des Substrats 10 abgeschieden. Dies kann beispielsweise geschehen, indem Metall thermisch oder mittels eines Elektronenstrahles verdampft wird oder zerstäubt wird und sich auf der Maske 14 und der Oberfläche 12 des Substrats 10 niederschlägt. Alternativ kann die Metallschicht 20 stromlos in einem Metallisierungsbad abgeschieden werden, wobei vorzugsweise die Oberfläche 12 des Substrats 10 in den zweiten Bereichen 18 und die Oberfläche der Maske 14 vorher bekeimt werden.
Nach der Erzeugung der vollflächigen Metallschicht 20 wird die Tonerschicht bzw. Maske 14 mit Hilfe eines Lösungsmittels von der Oberfläche 12 des Substrats 10 gelöst, wobei die Metallschicht 20 in den ersten Bereichen 16 abgehoben und entfernt wird. Die Metallschicht 20 verbleibt somit nur in den zweiten Bereichen 18, in denen die Oberfläche 12 nicht von Toner bedeckt war.
Toner besteht gewöhnlich zu ca. 90% aus Harz, beispielsweise Styrolacrylatcopolymer, Polyesterharz oder Epoxydharz. Für das Entfernen bzw. Lösen des Toners eignen sich alle organischen Lösungsmittel (z. B. Azeton und andere Ketone, Toluol, Xylol, Ester, wie Essigsäureethylester, Methoxypropylacetat, Ether, wie Diethylether, Dimethylformamid, N- Methylpyrollidinon, γ-Butyrolacton), in denen der Toner, nicht jedoch das Substrat löslich sind, die also die Oberfläche 12 des Substrats 10 nicht verändern. Da der Toner komplett vom Substrat 10 entfernt wird, ist auch die Qualität des Tonerpulvers für den Prozess unerheblich.
Nach dem Entfernen der Maske 14 und Abheben der Metallschicht 20 in den ersten Bereichen 16 ist die Erzeugung der strukturierten Metallschicht im wesentlichen abgeschlossen. Die strukturierte Metallschicht kann jedoch beispielsweise galvanisch verstärkt werden. Das beschriebene Verfahren bietet somit die Möglichkeit zwei Metallisierungsverfahren zu kombinieren, wodurch zwei verschiedene Struktureinheiten eines Systems gleichzeitig hergestellt werden können. Zum Beispiel ist es bei der Herstellung eines HF-Identifikations-Systems möglich, die Antenne und die erste Verdrahtungsschicht der integrierten Schaltung gleichzeitig zu definieren (mittels der oben beschriebenen Schritte des Laserdrucks, der Badmetallisierung und der Strukturierung der Metallschicht durch Lösen der Maske), und im Anschluss eine Antenne des Systems, nicht jedoch die von der Antenne isolierte Verdrahtungsebene, galvanisch auf die erforderliche Schichtdicke zu verstärken.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein Substrat 10 senkrecht zu einer Oberfläche 12 des Substrats 10. An der Oberfläche 12 soll die gleiche strukturierte Metallschicht erzeugt werden, wie in dem anhand der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Dazu wird auf die gleiche Weise mit einem Laserdrucker eine Maske 14 auf der Oberfläche 12 des Substrats 10 erzeugt, die wie die Maske 14 aus dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 eine Negativ-Maske ist und erste Bereiche 16 der Oberfläche 12, die nicht mit der strukturierten Metallschicht versehen werden sollen, bedeckt, und in zweiten Bereichen 18, in denen die strukturierte Metallschicht angeordnet sein soll, Öffnungen aufweist.
Im Unterschied zu dem anhand der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird anschließend nur die Oberfläche 12 des Substrats 10 in den zweiten Bereichen 18, in denen sie offen liegt und nicht durch die Maske 14 bedeckt ist, bekeimt und in einem Metallisierungsbad stromlos metallisiert. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, entsteht bei diesem Verfahren von vornherein nur in den zweiten Bereichen 18 eine strukturierte Metallschicht 22.
Anschließend kann wie in dem anhand der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Maske 14 mittels eines Lösungsmittels entfernt werden. Wenn die Maske 14 für die jeweilige Anwendung ausreichende elektrische Isolationseigenschaften aufweist, kann sie jedoch auch an der Oberfläche 12 des Substrats 10 verbleiben, wodurch ein Prozessschritt eingespart wird.
Voraussetzung für das anhand der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Wahl eines Toners der nicht bekeimt wird bzw. eines Bekeimungsverfahrens oder eines Metallisierungsbades, welches zwar die Oberfläche 12 des Substrats 10 in den zweiten Bereichen 18, in denen sie offen liegt, nicht jedoch den Toner bzw. die Maske 14 bekeimt.
Fig. 3 zeigt ein zu dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 2 inverses Ausführungsbeispiel, bei dem eine Positivmaske verwendet wird. Eine Oberfläche 12 eines Substrats 10 wird hier auf die gleiche Weise wie in den anhand der Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen mittels eines Laserdruckers mit einer Maske 14 aus Tonermaterial versehen, wobei die Maske 14 jedoch umgekehrt zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen die Oberfläche 12 des Substrats 10 ausschließlich in zweiten Bereichen 18 bedeckt, in denen eine strukturierte Metallschicht 22 erzeugt werden soll.
Dazu werden ein Substrat, dessen Oberfläche 12 nicht bekeimt wird, und ein Toner, der bekeimt wird, verwendet bzw. ein Bekeimungsverfahren, das selektiv ausschließlich Oberflächen des Toners bekeimt. Das Ergebnis einer folgenden stromlosen Bad-Metallisierung wie in dem anhand der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist hier die strukturierte Metallschicht 22, welche ausschließlich auf der bekeimten Maske 14 angeordnet ist.
Ob es in den oben dargestellten Ausführungsbeispielen zu einer erfolgreichen Bekeimung der Oberfläche 12 des Substrats 10 in den offen liegenden ersten Bereichen 16 bzw. zweiten Bereichen 18 und/oder der Maske kommt, hängt von den Eigenschaften des Substrats 10 bzw. seiner Oberfläche 12, von den Eigenschaften des verwendeten Toners, von der Vorbehandlung derselben und vom Bekeimungsverfahren ab. Alle drei Varianten eröffnen eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten. Dabei kann die Bekeimung sowohl in einem separaten Verfahrensschritt, beispielsweise in einem separaten Bekeimungsbad, erfolgen, als auch im Metallisierungsbad selbst, in dem die gesamte unstrukturierte Metallschicht 20 bzw. die gesamte strukturierte Metallschicht 22 erzeugt wird.
Die anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Verfahren zur selektiven Metallisierung bzw. zur Erzeugung einer strukturierten Metallschicht eignen sich insbesondere für flexible Polymerfolien, da diese in gewöhnlichen, kommerziell erhältlichen Laserdruckern prozessiert, d. h. mit einer Maske versehen werden können. Dies ist ein wichtiger Vorteil des beschriebenen Verfahrens, da flexible Polymerfolien für eine Reihe kommerzieller Anwendungen als Substratmaterial von großem Interesse sind, herkömmliche Photolithographieprozesse auf flexiblen Polymerfolien jedoch erhebliche Probleme verursachen.
Auch das Bedrucken bzw. das Aufbringen einer Maske auf einem festen Substrat, wie z. B. Glas oder Silizium, ist prinzipiell mittels Laserdruck möglich. Dazu ist lediglich eine geringfügige Modifikation des Laserdruckers erforderlich.
Die gesamte Folie wird mit Tetramethylammoniumhydroxid aktiviert und mit Palladium bekeimt. Die Dichte der Palladiumkeime ist so gering, dass in keinem Fall eine Oberflächenleitfähigkeit entsteht. Anschließend wird die so präparierte Folie mit Hilfe des Laserdruckers strukturiert. Die offen liegenden Stellen sind nun einer stromlosen Metallisierung zugänglich, während die abgedeckten Flächen aufgrund der fehlenden Aktivierung nicht metallisieren. In diesem Fall braucht der Toner ebenfalls nicht entfernt zu werden.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer 0,2 mm starken Polyethylen-Naphthalat-Folie 30, auf deren Oberfläche 32 mittels des anhand der Fig. 1 dargestellten Verfahrens eine strukturierte Metallschicht 34 erzeugt wurde. Dazu wurde die Folie im Format A4 in einen gewöhnlichen Schwarz-Weiß- Laserdrucker (Hewlett Packard LaserJet 2100 M) eingelegt. Die strukturierte Metallschicht 34 bzw. eine Strukturvorlage des Metallisierungsmusters wurde mit Hilfe des Layout-Programms "L-Edit" auf einem Computer erstellt und über eine parallele Schnittstelle des Computers mittels des Befehls "Datei Drucken" an den Laserdrucker gesendet. Die dargestellte strukturierte Metallschicht 34 besteht aus einer Antennenstruktur 36 in der Form einer rechteckigen Spirale und der ersten Verdrahtungsebene 38 einer einfachen integrierten Schaltung. Im Drucker wird die Folie 30 gemäß der erstellten Strukturvorlage mit Tonerpartikeln beschichtet. Mittels mechanischen Druck und bei leicht erhöhter Temperatur werden die Tonerpartikel auf der Folie fixiert. Um eine nachfolgende Metallisierung der Oberfläche 32 des Substrats 30 und der Tonerschicht bzw. Maske in einem stromlosen Metallisierungsbad zu erleichtern, wird die Oberfläche 34 durch eine kurze nass-chemische Behandlung in einer Tetramethylammoniumhydroxid-Lösung leicht aufgerauht und danach in einer Palladium-Lösung bekeimt. Anschließend erfolgt eine Abscheidung einer etwa 0,2 µm dicken, geschlossenen Nickelschicht mittels einer stromlosen Bad- Metallisierung. Die Metallisierung erfolgt sowohl in den nicht bedruckten als auch in den bedruckten Bereichen der Folie 30, d. h. auch auf den fixierten Tonerpartikeln. Schließlich wird die Folie 30 in das organische Lösungsmittel Azeton getaucht, um die Tonerschicht aufzulösen und damit das abgeschiedene Nickel in den bedruckten Bereichen abzuheben und zu entfernen. Die Nickelschicht bleibt nur in den ursprünglich nicht bedruckten Bereichen der Oberfläche 32 der Folie 30 zurück. Die minimale darstellbare Strukturgröße beträgt in diesem Beispiel etwa 40 µm.
Die so erzielte Schichtdicke der strukturierten Metallschicht 34 ist für die Verdrahtungsebene 38 ausreichend, nicht jedoch für die Antenne 36, da deren Widerstand im Bereich von 10 kΩ noch zu hoch ist. Deshalb wird die strukturierte Ni-Schicht 34 anschließend galvanisch mit Kupfer bis zu einer gesamten Schichtdicke von ca. 10 µm verstärkt. Die so erhaltene Antennenstruktur 36 hat einen Widerstand im Bereich von etwa 10 Ω und ist damit für ein integriertes HF-Identifikations-System geeignet. In einem späteren Prozessschritt, und zwar bei der Abscheidung und Strukturierung einer zweiten, in Fig. 4 noch nicht dargestellten Verdrahtungsebene der integrierten Schaltung, werden die Antenne 36 und die erste Verdrahtungsebene 38 elektrisch leitfähig miteinander verbunden.
Eine identische strukturierte Metallschicht 34 kann auch erzeugt werden, indem eine 0,3 mm dicke Polyethylen- Terephthalat-Folie 30 wie in dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel bedruckt wird. In der Palladium-Lösung werden nur die bedruckten Bereiche der Oberfläche 32 der Folie 30 für eine anschließende Abscheidung einer 0,2 µm dicken Nickelschicht ausreichend bekeimt. Anschließend erfolgt eine Abscheidung einer etwa 0,2 µm dicken Nickelschicht mittels einer stromlosen Bad-Metallisierung. Die Bekeimung von nicht bedruckten Bereichen der Oberfläche 32 der Polyethylen-Terephthalat- Folie 30 in der Palladium-Lösung ist so gering, dass dort im Metallisierungsbad keine Metallisierung erfolgt. Somit erfolgt die Abscheidung der Nickelschicht nur in den bedruckten Gebieten, d. h. auf der Tonerschicht bzw. Maske, nicht aber auf nicht bedruckten Bereichen der Oberfläche der Polyethylen-Terephthalat-Folie 30. In diesem Fall wird die Maske nach der Metallisierung nicht aufgelöst, sondern bleibt mit der strukturierten Metallschicht bzw. zwischen dieser und der Oberfläche 32 der Folie 30 erhalten.
Beim Laserdrucken handelt es sich im weiteren Sinne um ein Photolithographie-Verfahren, da der Ladungszustand einer Oberfläche durch selektive Belichtung mit einer Laserstrahl geändert, und die gegenüber dem Ladungszustand des Tonerpulvers entgegengesetzt geladenen Gebiete nachfolgend mit Toner beschichtet werden. Die oben beschriebene Anwendung des Laserdruckens zum Erzeugen einer strukturierten Metallschicht in einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Photolithographie- Verfahren mit erheblich geringeren Investitions-, Geräte- und Materialkosten verbunden. Anstelle eines kostenintensiven UV- Belichters ist lediglich ein gewöhnlicher Laserdrucker erforderlich, wobei das Laserdruckverfahren im Zusammenhang mit dem Bedrucken von Papier oder Folie mit Text oder Graphik zur visuellen Darstellung von Information ein weltweit gebräuchliches Verfahren ist. Die Anfertigung von Photomasken und die Verwendung von Photolack entfällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Darüber hinaus wird kein oder nur sehr wenig Abfall erzeugt, und der Prozessdurchsatz ist mit etwa 1 m² bis 2 m² pro Minute und Laserdrucker vergleichsweise sehr hoch.
Der geringe Aufwand zur Änderung der Struktur mittels einer Software ermöglicht es darüber hinaus, kostengünstig Einzelstücke oder sehr kleine Serien von Bauelementen mit strukturierten Metallschichten zu fertigen.
Das beschriebene Verfahren eignet sich ferner nicht nur zum Erzeugen einer strukturierten Metallschicht, sondern allgemein zum Erzeugen verschiedenster elektrisch leitfähiger oder nicht leitfähiger Schichten mit einer lateralen Strukturierung. Falls eine Negativmaske verwendet wird und die Schicht wie in dem anhand der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ganzflächig aufgebracht und beim Lösen der Maske von dem Substrat selektiv abgehoben wird, muss jedoch ein selektives Lösungsmittel existieren, das den fixierten Toner bzw. die fixierten Tonerpartikel löst, nicht jedoch das Material, aus dem die Schicht besteht. Bezugszeichenliste 10 Substrat
12 Oberfläche
14 Maske (negativ)
16 erster Bereich
18 zweiter Bereich
20 Metallschicht (unstrukturiert)
22 Metallschicht (strukturiert)
24 Maske (positiv)
30 Folie
32 Oberfläche
34 strukturierte Metallschicht
36 Antenne
38 erste Verdrahtungsebene

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen einer strukturierten Schicht (22) auf einer Oberfläche (12) eines Substrats (10), mit folgenden Schritten:
Erzeugen einer Maske (14, 24) aus fixiertem Toner auf der Oberfläche (12) des Substrats (10) mittels eines Laserdruckverfahrens; und
Erzeugen der strukturierten Schicht (22) mit einer durch die Maske (14, 24) definierten Struktur.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Erzeugens der strukturierten Schicht (22, 34) folgende Schritte umfasst:
Abscheiden einer Schicht (20), um die Oberfläche (12) des Substrats (10) und die Maske (14; 24) zu bedecken; und
Entfernen der Maske (14; 24), um die Schicht (20) im Bereich der Maske (14; 24) abzuheben.

3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit folgendem Schritt:
Bekeimen der Maske (14) und der durch die Maske (14) nicht bedeckten Teile der Oberfläche (12) vor dem Abscheiden der Schicht (20).

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Erzeugens der strukturierten Schicht (22) folgende Schritte umfasst:
Bekeimen der freiliegenden Oberfläche des Substrats (10); und
Abscheiden der Schicht (22) nur in den bekeimten Bereichen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, ferner mit folgendem Schritt: Entfernen der Maske (14).

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5, bei dem zum Entfernen der Maske (14) ein organisches Lösungsmittel verwendet wird, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aceton und andere Ketone Gruppe ausgewählt ist, die Aceton und andere Ketone, Toluol, Xylol, Ester, wie Essigsäureethylester, Methoxypropylacetat, Ether, wie Diethylether, Dimethylformamid, N-Methylpyrollidinon, γ-Butyrolacton umfasst.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Erzeugens der strukturierten Schicht (22) folgende Schritte umfasst:
Bekeimen der Maske (24); und
Abscheiden der Schicht (22) nur auf der bekeimten Maske (24).

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem das Bekeimen in einer Palladium-Lösung erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit folgendem Schritt:
Aufrauhen aller zu beschichtenden Flächen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Schritt des Erzeugens der strukturierten Schicht (22) einen Schritt des thermischen Verdampfens, des Elektronenstrahl- Verdampfens, des Zerstäubens oder des stromlosen oder galvanischen Abscheidens in einem Bad umfasst.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Substrat (10) eine flexible Polymerfolie, Glas, Silizium oder ein anderes festes Substrat umfasst.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die strukturierte Schicht (22) ein Metall oder ein anderes elektrisch leitfähiges Material umfasst.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Schicht (20, 22) Nickel umfasst.

14. Verfahren nach Anspruche 12 oder 13, ferner mit folgendem Schritt:
Galvanisches Verstärken der strukturierten Schicht (22).

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem der Schritt des Erzeugens der Maske (14, 24) folgende Schritte umfasst:
Erstellen einer Strukturvorlage für die Maske (14, 24) mit einem Computer-Programm;
Übertragen der Strukturvorlage an einen Laserdrucker;
Aufbringen von Tonerpartikeln entsprechend der Strukturvorlage auf das Substrat (10); und
Fixieren der Tonerpartikel unter Einwirkung von Wärme und Druck.