DE102022120050A1

DE102022120050A1 - Verfahren und System zum Substratätzen sowie Substrathalter

Info

Publication number: DE102022120050A1
Application number: DE102022120050.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Schmitt; Adam Hess; Oliver Prucker; Nils Fürst; Stefan Hansen
Original assignee: RENA Technologies GmbH
Current assignee: RENA Technologies GmbH
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2024-02-15
Also published as: WO2024032845A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (100) und ein System (1) zum Substratätzen sowie einen Substrathalter (30). Ein Substratrohling (2) wird in dem Substrathalter (30) angeordnet (S2) und eine Substratrohlingoberfläche (4) mit einem Ätzmedium (41) behandelt (S3). Erfindungsgemäß wird der Substratrohling (2) vor der Behandlung mit dem Ätzmedium (41) mit Laserstrahlung (3) entlang einer Außenkontur (6) eines Zielsubstrats (5) bestrahlt (S1), sodass sich das Zielsubstrat (5) bei der Behandlung mit dem Ätzmedium (41) aus dem Substratrohling (2) herauslöst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Substratätzen sowie einen Substrathalter.
Zur Herstellung von Substraten mit gewünschten Oberflächeneigenschaften und/oder zur Modifikation der Substratmaße, insbesondere der Dicke, sind Ätzverfahren bekannt. Üblicherweise wird eine Vielzahl von Substraten, zum Beispiel aus Glas (SiO₂), in einem Substrathalter (Carrier) fixiert und dann einem sauren und/oder alkalischen Ätzmedium ausgesetzt.
Problematisch bei solchen Ätzverfahren sind die üblicherweise auftretenden Ätzmarken. Solche auch als Abschattungen bezeichneten Ätzmarken werden durch die Fixierung der Substrate im Substrathalter erzeugt. Um ätzmarkenfreie Substrate zu erhalten, sind aufwändige Nachbehandlungsschritte wie zum Beispiel ein Beschneiden oder Schleifen der geätzten Substrate notwendig.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Ätzen von Substraten zu verbessern, insbesondere eine effiziente Herstellung von Substraten ohne Ätzmarken zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und ein System zum Substratätzen sowie einen Substrathalter gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der folgenden Beschreibung.
Bei einem Verfahren zum Substratätzen gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Substratrohling in einem Substrathalter angeordnet und eine Substratrohlingoberfläche mit einem Ätzmedium behandelt. Erfindungsgemäß wird der Substratrohling vor der Behandlung mit dem Ätzmedium mit Laserstrahlung entlang einer Außenkontur eines Zielsubstrats bestrahlt, sodass sich das Zielsubstrat bei der Behandlung mit dem Ätzmedium, insbesondere selbsttätig, aus dem Substratrohling herauslöst.
Ein Aspekt der Erfindung basiert auf dem Ansatz, einen Substratrohling mithilfe von Laserstrahlung derart vorzubehandeln, dass die Ätzwirkung eines Ätzmediums auf den Substratrohling in einem oder mehreren vorgegebenen Bereichen auf der Substratrohlingoberfläche verstärkt oder beschleunigt wird. Zweckmäßigerweise wird der Substratrohling derart bestrahlt, dass ein Stück des Substratrohlings, welches mit einem Zielsubstrat korrespondiert, bei der Ätzbehandlung herausgeätzt wird oder werden kann. Ein derartiges ätzbedingtes Herauslösen des Zielsubstrats aus dem Substratrohling ermöglicht eine Fixierung des Substratrohlings in einem Substrathalter, bei der das Zielsubstrat nicht abgeschattet wird. Anders gesagt kann der Substratrohling derart im Substrathalter angeordnet werden, dass ein Bereich des Substratrohlings, der mit dem später herausgelösten Zielsubstrat korrespondiert, nicht vom Substrathalter kontaktiert wird.
Vorzugsweise wird die Laserstrahlung entlang einer Außenkontur des Zielsubstrats auf den Substratrohling eingestrahlt. Beispielsweise können Bereiche auf der Substratrohlingoberfläche bestrahlt werden, die auf der gewünschten Außenkontur des Zielsubstrats liegen oder zusammen die Außenkontur in einer diskreten Weise abbilden. Es hat sich gezeigt, dass sich mithilfe der Laserbestrahlung molekulare Bindungen des Substratmaterials schwächen oder lösen lassen. Dies kann es dem Ätzmedium erleichtern, Substratmaterial oder Bestandteile davon in diesen Bereichen zu lösen. Die Stärke der Modifikation des Substratmaterials - und damit die (lokale) Ätzwirkung des Ätzmediums - lässt sich zum Beispiel durch entsprechende Wahl von Laserparametern wie etwa Wellenlänge, Leistung oder Pulsenergie, Pulsdauer, Fokusposition und/oder dergleichen aufwandsarm realisieren.
Es ist zweckmäßig, den Substratrohling derart im Substrathalter anzuordnen, dass der von der Außenkontur umschlossene Bereich nicht vom Substrathalter kontaktiert wird. Dadurch können Ätzmarken auf dem Zielsubstrat zuverlässig und auf einfache Weise vermieden werden.
In bevorzugter Weise bleibt der Substratrohling derart im Substrathalter angeordnet, bis das Zielsubstrat aus dem Substratrohling herausgelöst ist. Dabei ist es zweckmäßig, dass die Ätzbehandlung beendet wird, unmittelbar nachdem das Zielsubstrat herausgelöst wurde. Dadurch kann vermieden werden, dass das Zielsubstrat innerhalb des Ätzmediums in länger andauernden Kontakt mit dem Substrathalter kommt, wodurch Ätzmarken auf dem Zielsubstrat entstehen könnten.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Weiterbildungen beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, beliebig miteinander sowie mit den im Weiteren beschriebenen Aspekten der Erfindung kombiniert werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Substratrohling vor der Anordnung im Substrathalter mit der Laserstrahlung bestrahlt. Dies kann die Bestrahlung des Substratrohlings erleichtern und/oder die Präzision bei der Bestrahlung erhöhen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Substratrohling derart mit der Laserstrahlung entlang der Außenkontur des Zielsubstrats bestrahlt, dass bei der Behandlung des Substratrohlings mit dem Ätzmedium Durchgangslöcher im Substratrohling entlang der Außenkontur des Zielsubstrats erzeugt werden. Anders gesagt kann der Substratrohling derart bestrahlt werden, dass sich im Substratrohling beim Ätzen Durchgangslöcher bilden, die entlang der Außenkontur angeordnet, insbesondere aufgereiht, sind. Zweckmäßigerweise wird der Substratrohling dazu mit Laserpulsen bestrahlt. Dies ist auch vorteilhaft, da hierdurch ein besonders hoher Energieeintrag pro Zeiteinheit erzielbar ist.
Im Verlauf der Ätzbehandlung können sich die Durchgangslöcher immer weiter ausbilden. Insbesondere können die Durchgangslöcher wachsen, d. h. ihr Durchmesser kann zunehmen. Zweckmäßigerweise dauert die Ätzbehandlung an, bis sich benachbarte Durchgangslöcher miteinander verbinden, d. h. die Materialschicht zwischen zwei Durchgangslöchern im Wesentlichen vollständig abgeätzt ist und sich das Zielsubstrat dadurch aus dem Substratrohling herauslöst. Das Erzeugen von, insbesondere anwachsenden, Durchgangslöchern beim Ätzen erlaubt dabei ein besonders zuverlässiges und schonendes Herauslösen des Zielsubstrats.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Substratrohling derart mit der Laserstrahlung entlang der Außenkontur des Zielsubstrats bestrahlt, dass bei der Behandlung des Substratrohlings mit dem Ätzmedium Durchgangslöcher im Substratrohling entlang der Außenkontur des Zielsubstrats in einem vorgegebenen Abstand zueinander erzeugt werden. Zweckmäßigerweise verbinden sich benachbarte Durchgangslöcher miteinander nach einer vorgegebenen Behandlungsdauer des Substratrohlings mit dem Ätzmedium. Durch die Wahl des Abstands zwischen benachbarten Auftreffpunkten, in deren Bereich die Laserstrahlung auf die Substratrohlingoberfläche trifft und beim Ätzen die Durchgangslöcher erzeugt werden, lässt sich die gewünschte Behandlungsdauer besonders leicht festlegen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Zielsubstrat ätzmarkenfrei, insbesondere im Wesentlichen ätzmarkenfrei, aus dem Substratrohling herausgelöst. Der Substratrohling kann insbesondere - etwa mithilfe eines entsprechend ausgebildeten Substrathalters - derart gehalten und/oder die Substratrohlingoberfläche derart bestrahlt und/oder mit dem Ätzmedium behandelt werden, dass sich das Zielsubstrat ätzmarkenfrei aus dem Substratrohling herauslöst. Dadurch kann eine Nachbehandlung, die auf die Entfernung solcher Ätzmarken abzielt, eingespart werden.
In bevorzugter Weise wird die Behandlungsdauer auf die Geschwindigkeit eines Ätzprozesses an unbestrahlten Abschnitten der Substratrohlingoberfläche abgestimmt. Insbesondere kann die Behandlungsdauer an eine gewünschte Stärke der Ätzbehandlung der Substratrohlingoberfläche in unbestrahlten Abschnitten angepasst werden. Dadurch ist ein Herauslösen des Zielsubstrats aus dem Substratrohling zu einem Zeitpunkt erzielbar, zu dem auch der Ätzprozess an der unbestrahlten Substratrohlingoberfläche abgeschlossen wird. Anders gesagt ist es so möglich, das Herauslösen des Zielsubstrats und das Beenden des „konventionellen“ Ätzprozesses etwa zur Oberflächenmodifikation im Wesentlichen zu synchronisieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Substrathalter zum Behandeln der Substratrohlingoberfläche mit dem Ätzmedium in ein Ätzmediumbad eingebracht. Der Substrathalter wird zweckmäßigerweise aus dem Ätzmediumbad entfernt, unmittelbar nachdem sich das Zielsubstrat aus dem Substratrohling herausgelöst hat. Beispielsweise kann der Substrathalter aus dem Ätzmediumbad entnommen werden, unmittelbar nachdem die vorgegebene Behandlungsdauer erreicht ist. Dadurch lässt sich verhindern, dass die Oberfläche des Zielsubstrats stärker als gewünscht geätzt wird und/oder Ätzmarken auf dem herausgelösten und gegebenenfalls nun den Substrathalter kontaktierenden Zielsubstrats entstehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das herausgelöste Zielsubstrat mithilfe des Substrathalters aufgefangen. Zweckmäßigerweise weist der Substrathalter dazu eine Auffangvorrichtung auf. Beispielsweise kann der Substrathalter einen oder mehrere Auffangelemente, die neben und/oder unterhalb des im Substrathalter angeordneten Substratrohlings positioniert sind, aufweisen. Diese Auffangelemente können etwa als Stifte ausgebildet sein. Das Zielsubstrat kann somit nach dem Herauslösen aus dem Substratrohling fallen, wobei es von den Auffangelementen sicher aufgefangen und geführt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Substratrohling durch die Anordnung im Substrathalter derart gehalten, dass bei horizontaler Ausrichtung des Substrathalters die Substratrohlingoberfläche gegenüber der Senkrechten geneigt ist. Anders gesagt wird der Substratrohling im Substrathalter schräg gehalten, sodass das Zielsubstrat nach dem Herauslösen aus dem Substratrohling herausfallen kann. Eine derartige Anordnung des Substratrohlings im Substrathalter kann das Herauslösen deutlich erleichtern. Insbesondere lässt sich so sicherstellen, dass das Herauslösen selbsttätig und gerichtet geschieht. Damit lässt sich die Verfahrenseffizienz erhöhen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Substratrohlingoberfläche - durch die Anordnung des Substratrohlings im Substrathalter bei dessen horizontaler Ausrichtung - um einen Winkel zwischen 0° und einschließlich 90°, vorzugsweise zwischen einschließlich 10° und einschließlich 90°, gegenüber der Senkrechten geneigt. Versuche haben gezeigt, dass hierdurch ein besonders zuverlässiges Herauslösen des Zielsubstrats aus dem Substratrohling möglich ist. Insbesondere kann bei einer Neigung von 10° oder mehr ein Verkanten des Zielsubstrats am verbleibenden Substratrohling, d.h. dem zurückbleibenden „Rahmen“, zuverlässig vermieden oder das Risiko eines solchen Verkantens zumindest reduziert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Laserstrahlung derart eingestrahlt, dass sich das Zielsubstrat nach einer vorgegebenen Behandlungsdauer mit dem Ätzmedium aus dem Substratrohling herauslöst. Zweckmäßigerweise wird die vorgegebene Behandlungsdauer dabei kürzer oder im Wesentlichen gleich einer Zeitdauer gewählt, die für eine gewünschte Ätzwirkung auf die Substratrohlingoberfläche in einem unbestrahlten Abschnitt notwendig ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Zielsubstrat zum Ende des gewünschten Ätzprozesses etwa zur Oberflächenmodifikation aus dem Substratrohling herausgelöst wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Substratrohling nur auf einer Seite im Wesentlichen senkrecht zur Substratrohlingoberfläche mit Laserstrahlung bestrahlt. Dabei kann die Eindringtiefe der Laserstrahlung in den Substratrohling und damit gegebenenfalls auch die Tiefe, bis zu der eine Modifikation des Substratmaterials im Hinblick auf eine Wirkung durch das Ätzmedium stattfindet, durch Wahl der Laserparameter eingestellt werden. Eine Bestrahlung des Substratrohlings auf nur einer Seite kann das Verfahren beschleunigen und/oder den Aufwand zur Laserbestrahlung verringern.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Substratrohling auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten im Wesentlichen senkrecht zur Substratrohlingoberfläche mit Laserstrahlung bestrahlt. Auch hier kann die Eindringtiefe der Laserstrahlung auf beiden Seiten, gegebenenfalls unabhängig voneinander, eingestellt werden. Eine beidseitige Bestrahlung des Substratrohlings ermöglicht ein zielgerichtetes Ätzen entlang der Außenkontur sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite des Substratrohlings und damit ein schnelleres Herauslösen des Zielsubstrats bei der Behandlung mit dem Ätzmedium.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Bestrahlung auf den beiden einander gegenüberliegenden Seiten mit unterschiedlichen Laserparametern durchgeführt. Beispielsweise können die Laserparameter derart gewählt werden, dass die Eindringtiefe der Laserstrahlung auf der einen Seite größer ist als die Eindringtiefe der Laserstrahlung auf der gegenüberliegenden Seite des Substratrohlings. Dies kann zur Einflussnahme auf zur Auslösung des Zielsubstrats nötige Behandlungsdauer mit dem Ätzmedium genutzt werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, die nötige Behandlungsdauer zu steuern. Beispielsweise kann hierdurch die nötige Behandlungsdauer verkürzt werden, indem der Ätzprozess auf beiden Substratseiten stattfindet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform treffen bei der Bestrahlung des Substratrohlings mit Laserstrahlung entlang der Außenkontur des Zielsubstrats Laserpulse zumindest abschnittsweise im Bereich von regelmäßig beabstandeten Auftreffpunkten auf die Substratrohlingoberfläche. Der Abstand kann dabei materialabhängig gewählt sein. Der Abstand zwischen benachbarten Auftreffpunkten kann beispielsweise 1 µm bis 15 µm, vorzugsweise 2 µm bis 10 µm, insbesondere 3 µm bis 5 µm, betragen. Zweckmäßigerweise liegen die Auftreffpunkte zumindest abschnittsweise dabei auf einer geraden Linie. Dadurch kann eine gleichmäßige Ätzung entlang der Außenkontur erzielt werden.
Grundsätzlich sind aber auch andere, gegebenenfalls sogar unregelmäßige, Anordnungen der Auftreffpunkte denkbar. Beispielsweise können die Auftreffpunkte abschnittsweise auch entlang einer gekrümmten Linie verlaufen. Die Anordnung der Auftreffpunkte kann insbesondere vom Substratmaterial und/oder den Geometrieanforderungen abhängen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform treffen bei der Bestrahlung des Substratrohlings mit Laserstrahlung entlang der Außenkontur des Zielsubstrats Laserpulse im Bereich von, vorzugsweise zumindest abschnittsweise regelmäßig beabstandeten, Auftreffpunkten auf die Substratrohlingoberfläche. Zweckmäßigerweise liegen die Auftreffpunkte zumindest abschnittsweise auf zwei oder mehr zueinander parallel verlaufenden Linien. Eine derartige Bestrahlung des Substratrohlings erlaubt die Modifikation des Substratmaterials im Hinblick auf die Wirkung des Ätzmediums auf einer größeren Fläche um den Bereich herum, der mit dem Zielsubstrat korrespondiert. Insbesondere kann die Wirkung des Ätzmediums so entlang eines breiten „Bands“ um das Zielsubstrat herum verstärkt oder beschleunigt werden. Bei der Ätzbehandlung kann dadurch ein breiterer Spalt zwischen dem Zielsubstrat und dem verbleibenden Substratrohling entstehen. Dies ist besonders bei einem dicken Substratrohling von Vorteil, da hierdurch ein Verkanten des Zielsubstrats beim Herauslösen vermeidbar oder ein Verkantungsrisiko zumindest verminderbar ist. Zudem kann so auch Einfluss auf die zur vollständigen Auslösung des Zielsubstrats benötigte Behandlungsdauer genommen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Substratoberfläche mit einem Ätzmedium behandelt, welches eine alkalische Verbindung enthält, beispielsweise Kaliumhydroxid (KOH), Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH), Natriumhydroxid (NaOH) und/oder Lithiumhydroxid (LiOH). Dadurch kann das Zielsubstrat besonders zuverlässig herausgelöst werden. Insbesondere kann ein solches Ätzmedium ein besonders kontrolliertes Ätzen - und damit ein kontrolliertes Herauslösen des Zielsubstrats - ermöglichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Substratrohlingoberfläche bei einer Temperatur von 90 °C oder mehr, vorzugsweise von 110 °C oder mehr, insbesondere von 120 °C oder mehr, mit dem Ätzmedium behandelt. Besonders bevorzugt wird die Substratrohlingoberfläche bei etwa 120 °C mit dem Ätzmedium behandelt. Dazu kann beispielsweise ein Ätzmediumbad auf eine solche Temperatur gebracht und der Substratrohling in das Ätzmediumbad eingetaucht werden. Bei einer solchen Temperatur kann das Ätzmedium zuverlässig und kontrolliert auf die bestrahlten Bereiche auf der Substratrohlingoberfläche einwirken. Durch die Wahl einer hohen Temperatur des Ätzmediums, etwa von 110 °C oder sogar von 120 °C, kann der Ätzvorgang gegebenenfalls beschleunigt werden, insbesondere gegenüber konventionellen Ätzverfahren.
Es kann zweckmäßig sein, die Substratrohlingoberfläche bei einer Temperatur zwischen 90 °C und 190 °C, vorzugsweise zwischen 110 °C und 170 °C, insbesondere zwischen 120 °C und 150 °C, mit dem Ätzmedium zu behandeln. Beim Arbeiten in diesen Temperaturbereichen kann vermieden werden, dass es zur übermäßigen Verdampfung des Ätzmediums kommt. Zudem ist eine noch stärkere Erwärmung des Ätzmediums unverhältnismäßig energieintensiv hinsichtlich einer verbesserten Ätzwirkung.
Welcher Temperaturbereich gewählt wird, kann dabei anwendungs- bzw. substratspezifisch sein. Konventionelle Displaygläser können beispielsweise gut bei etwa 120 °C geätzt werden. Bestimmte Keramikgläser, bei denen der Ätzvorgang langsamer abläuft, können jedoch entsprechend höhere Temperaturen erfordern.
Ein System zum Substratätzen, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist eine Laservorrichtung auf, die derart zur Bestrahlung eines Substratrohlings mit Laserstrahlung entlang einer Außenkontur eines Zielsubstrats eingerichtet ist, dass sich das Zielsubstrat bei einer Behandlung mit einem Ätzmedium aus dem Substratrohling, insbesondere selbsttätig, herauslöst. Weiter umfasst das System zweckmäßigerweise einen Substrathalter, in dem der Substratrohling anordenbar ist, und eine Ätzvorrichtung, die zur Behandlung des bestrahlten und im Substrathalter angeordneten Substratrohlings mit dem Ätzmedium eingerichtet ist. Mit einem solchen System können Substrate beispielsweise mit gewünschten, durch die Ätzung erhaltenen Oberflächeneigenschaften hergestellt werden, die keine Ätzmarken tragen.
Die Laservorrichtung kann beispielsweise einen oder mehrere Festkörperlaser, beispielsweise Faserlaser, aufweisen. Zweckmäßigerweise ist die Laservorrichtung dazu eingerichtet, wiederholt einen oder - synchron - mehrere Laserpulse zu erzeugen. Vorzugsweise ist die Laservorrichtung weiter dazu eingerichtet, die Lage des Bereichs, in dem der eine oder die mehreren - synchron erzeugten - Laserpulse auf die Substratrohlingoberfläche treffen, zu ändern, sodass die Außenkontur des Zielsubstrats „abgerastert“ werden kann. Zu diesem Zweck kann beispielsweise zumindest ein Teil einer Optik der Laservorrichtung relativ zum Zielsubstrat verschiebbar gelagert oder dazu eingerichtet sein, die Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung zu beeinflussen.
Die Ätzvorrichtung weist zweckmäßigerweise ein Ätzmediumbad auf, in das der Substrathalter samt Substratrohling einbringbar ist.
Ein Substrathalter zum Halten von Substratrohlingen, insbesondere zur Verwendung in dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung weist eine Auffangvorrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, ein bei einer Behandlung eines gehaltenen Substratrohlings mit einem Ätzmedium aus dem Substratrohling herausgelöstes Zielsubstrat aufzufangen. Mit einem solchen Substrathalter kann das herausgelöste Zielsubstrat sicher und zuverlässig aus dem Ätzmediumbad entnommen und nachbehandelt, zum Beispiel gereinigt und/oder gespült und getrocknet, werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Soweit zweckdienlich, sind hierin gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt - auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Die bisherige Beschreibung wie auch die nachfolgende Figurenbeschreibung enthalten zahlreiche Merkmale, die in den abhängigen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wie auch alle übrigen oben und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung offenbarten Merkmale wird der Fachmann jedoch auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfügen. Insbesondere sind alle genannten Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, dem System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und dem Substrathalter gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kombinierbar.
Es zeigen, zumindest teilweise schematisch:

1 ein Beispiel eines Verfahrens zum Substratätzen mithilfe eines entsprechenden Systems;
2 ein Beispiel eines mit Laserstrahlung bestrahlten Substratrohlings in einer Draufsicht;
3 ein Beispiel des mit Laserstrahlung bestrahlten Substratrohlings aus 2 in einem Querschnitt;
4 ein Beispiel einer Ätzbehandlung eines Substratrohlings mit einem Ätzmedium; und
5 ein Beispiel eines Substrathalters.

1 zeigt ein Beispiel eines Systems 1 zur Durchführung eines Verfahrens 100 zum Substratätzen. Das System 1 weist eine Laservorrichtung 20, einen Substrathalter 30, eine Ätzvorrichtung 40 und - optional - eine Nachbehandlungsvorrichtung 50 auf.
In dem mit diesem System 1 durchführbaren Verfahren 100 wird bei einem Verfahrensschritt S1 ein Substratrohling 2, etwa ein Glasplättchen, mit Laserstrahlung 3 bestrahlt. Zweckmäßigerweise wird dazu die Laservorrichtung 20 eingesetzt. Die Laservorrichtung 20 kann zur Erzeugung der Laserstrahlung 3 einen beliebigen geeigneten Laser, beispielsweise einen Faserlaser, aufweisen. Die Laserstrahlung 3 umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Laserpulsen, die sukzessive auf eine Substratrohlingoberfläche 4 auftreffen.
Der Substratrohling 2 wird mit der Laserstrahlung 3, insbesondere den Laserpulsen, entlang einer Außenkontur (siehe 2) eines Zielsubstrats 5 bestrahlt. Zweckmäßigerweise wird die Außenkontur mit der Laserstrahlung 3, insbesondere den Laserpulsen, sukzessive „abgerastert“. Anders gesagt ist es bevorzugt, wenn die Laserstrahlung 3 zum Beispiel im Bereich von regelmäßig beabstandeten Auftreffpunkten (siehe 4) auf die Substratrohlingoberfläche 4 auftrifft, wobei die Lage der Auftreffpunkte mit der Außenkontur korrespondiert. Die Bereiche, in denen die Laserstrahlung 3 auf die Substratoberfläche 4 auftrifft, können die Außenkontur also diskret abbilden.
Zweckmäßigerweise wird der Substratrohling 2 derart mit Laserstrahlung 3 bestrahlt, dass sich das Zielsubstrat 5 bei der Behandlung mit einem Ätzmedium 41 aus dem Substratrohling 2 herauslöst. Dazu kann es notwendig sein, Laserparameter an Eigenschaften des Substratrohlings 2 anzupassen, etwa durch Konfiguration der Laservorrichtung 20. Es ist beispielsweise denkbar, Laserparameter an das Material und/oder die Dicke des Substratrohlings 2 anzupassen. Solche Laserparameter können beispielsweise die Leistung, insbesondere Energie pro Laserpuls, die Pulsdauer, der Abstand zwischen den Auftreffpunkten, die Wellenlänge und/oder dergleichen betreffen.
Durch entsprechende Bestrahlung des Substratrohlings 2 kann das Substratmaterial entlang der Außenkontur, insbesondere im Bereich der Auftreffpunkte der Laserstrahlung 3, derart modifiziert werden, dass die Wirkung des Ätzmediums 41 verstärkt und/oder beschleunigt wird. Im Fall von Substraten aus Quarzglas (SiO₂) lassen sich - bei Einstrahlung mit entsprechender Frequenz - beispielsweise die atomaren Bindungen zwischen Siliziumatomen (Si) und Sauerstoffatomen (O) zumindest teilweise aufbrechen und/oder abschwächen, sodass sich das Material in diesem Bereich durch einen nachfolgenden nasschemischen Ätzprozess sehr viel schneller lösen lässt. Insbesondere kann die Bestrahlung den Ablauf der folgenden Reaktionen fördern: SiO₂ + 2 NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O SiO₂ + 6 HF → H₂SiF₆ + 2 H₂O.
In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird der Substratrohling 2 im Substrathalter 30 angeordnet. Beispielsweise kann der Substratrohling 2 in den Substrathalter 30 eingesteckt werden. Der Substrathalter 30 kann zu diesem Zweck eine Haltevorrichtung, etwa in Form von Schlitzen (siehe 5), aufweisen.
Wie in 1 angedeutet ist, wird der Substratrohling 2 durch die Anordnung im Substrathalter 30 vorzugsweise derart gehalten, dass die Substratrohlingoberfläche 4 bei horizontaler Ausrichtung des Substrathalters 30 gegenüber der Senkrechten geneigt ist. Dies kann ein Herauslösen des Zielsubstrats 5 aus dem Substratrohling 2 in einem weiteren Verfahrensschritt S3 erleichtern.
In diesem Verfahrensschritt S3 wird die Substratrohlingoberfläche 4 mit dem Ätzmedium 41 behandelt, zweckmäßigerweise mithilfe der Ätzvorrichtung 40. Die Ätzvorrichtung 40 kann dazu ein Ätzmediumbad aus dem Ätzmedium 41 aufweisen. Vorzugsweise wird der Substrathalter 30 samt Substratrohling 2 in das Ätzmediumbad getaucht.
Bei dem Ätzmedium 41 kann es sich um eine alkalische oder eine saure Flüssigkeit handeln. Zur Behandlung von Glassubstraten ist beispielsweise die Verwendung von Kaliumhydroxid (KOH), Natriumhydroxid (NaOH) oder Flusssäure (HF) denkbar.
Es ist bevorzugt, dass der Substratrohling 2 zumindest für eine vorgegebene Behandlungsdauer in dem Ätzmedium 41 verbleibt. Zweckmäßigerweise hat das Ätzmedium 41 nach Ablauf dieser Behandlungsdauer das Substratmaterial entlang der Außenkontur, insbesondere im Bereich der Auftreffpunkte der Laserstrahlung 3, so weit gelöst, dass ein Spalt zwischen dem Zielsubstrat 5 und dem verbleibenden Substratrohling 2, dem sog. „Rahmen“, entstanden ist. Entsprechend kann sich das Zielsubstrat 5 aus dem Substratrohling 2 herauslösen.
Vorzugsweise wird das herausgelöste Zielsubstrat 5 in einem weiteren, optionalen Verfahrensschritt S4 durch den Substrathalter 30 aufgefangen. Zu diesem Zweck kann der Substrathalter 30 eine Auffangvorrichtung (siehe 5) aufweisen.
In einem weiteren, optionalen Verfahrensschritt S5 kann der Substrathalter 30 mitsamt dem verbleibenden Substratrohling 2 und dem herausgelösten Zielsubstrat 5 aus dem Ätzmedium 41 entnommen werden. Zweckmäßigerweise wird das Zielsubstrat 5 dann gereinigt, beispielsweise durch Spülung mit einem Spülmedium. Anschließend kann das Zielsubstrat 5 getrocknet werden.
Die Reinigung und/oder die Trocknung kann mithilfe der Nachbehandlungsvorrichtung 50 durchgeführt werden. Die Nachbehandlungsvorrichtung 50 umfasst dazu zweckmäßigerweise eine Reinigungs- und Trocknungskammer, die den Substrathalter 30 aufnehmen kann.
2 zeigt ein erstes Beispiel eines mit Laserstrahlung bestrahlten Substratrohlings 2 in einer Draufsicht, sodass eine Substratrohlingoberfläche 4 sichtbar ist.
Der Substratrohling 2 wurde entlang einer Außenkontur 6 eines Zielsubstrats 5 derart mit der Laserstrahlung bestrahlt, dass sich das Zielsubstrat 5 bei einer Behandlung mit einem Ätzmedium aus dem Substratrohling 2 herauslösen kann. Die Außenkontur 6 ist schraffiert dargestellt.
Bei der Bestrahlung trifft die Laserstrahlung vorzugsweise im Bereich von Auftreffpunkten (siehe 4) auf die Substratrohlingoberfläche 4. Die Auftreffpunkte sind, korrespondierend mit der Außenkontur 6, vorzugsweise zumindest abschnittsweise linienartig aneinandergereiht. Dort, wo die Laserstrahlung auf die Substratrohlingoberfläche 4 auftrifft und das Substratmaterial entsprechend modifiziert, wird eine Ätzwirkung des Ätzmediums zweckmäßigerweise verstärkt oder beschleunigt.
Im gezeigten Beispiel liegen die Auftreffpunkte auf drei verschiedenen Linien 7a, 7b, 7c, die abschnittsweise parallel zueinander verlaufen. Zweckmäßigerweise sind alle auf derselben Linie 7a, 7b, 7c liegenden Auftreffpunkte gleichmäßig voneinander beanstandet. Die Linien 7a, 7b, 7c sind gepunktet dargestellt, wobei jeder Punkt als Auftreffpunkt aufgefasst werden kann.
Wie in 2 gezeigt sind die Linien 7a, 7b, 7c vorzugsweise geschachtelt angeordnet, d. h. ineinander liegend. Anders gesagt kann eine äußere Linie 7a und eine innere Linie 7c vorgesehen sein. Die innere Linie 7c begrenzt dabei das (spätere) Zielsubstrat 5, während die Lage der äußeren Linie 7a relativ dazu die Breite eines bei der Ätzbehandlung entstehenden Spalts zwischen dem Zielsubstrat 5 und dem verbleibenden Substratrohling 2 bestimmt. Um ein gleichmäßiges Entstehen des Spalts zu ermöglichen, kann es je nach gewünschter Breite des Spalts vorgesehen sein, zwischen der äußeren und inneren Linie 7a, 7c wie im vorliegenden Beispiel ebenfalls Laserstrahlung auf die Substratrohlingoberfläche 4 auftreffen zu lassen. Die entsprechenden Auftreffpunkte können, wie im vorliegenden Beispiel, auf einer Linie 7b oder aber auch auf mehreren weiteren Linien liegen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, den Substratrohling 2 derart zu bestrahlen, dass Laserstrahlung lediglich im Bereich von Auftreffpunkten, die auf nur zwei verschiedenen Linien 7a, 7c oder sogar auf nur einer Linie 7a liegen, auf die Substratrohlingoberfläche 4 auftrifft.
3 zeigt ein Beispiel des mit Laserstrahlung bestrahlten Substratrohlings 2 aus 2 in einem Querschnitt. Rein zum Zwecke der Erläuterung sind hierbei verschiedene Bestrahlungsoptionen illustriert.
Zum einen ist es möglich, den Substratrohling 2 nur auf einer Seite mit der Laserstrahlung zu bestrahlen. Dies ist durch die gestrichelte Linie angedeutet, welche die Eindringtiefe von Laserstrahlung im Bereich von Auftreffpunkten, die auf der inneren, das Zielsubstrat 5 begrenzenden Linie 7c liegen, illustriert.
Mit „Eindringtiefe“ ist hier insbesondere eine Tiefe oder ein Tiefenbereich gemeint, in welcher die Laserstrahlung mit dem Substratmaterial besonders stark wechselwirkt. Anders gesagt meint „Eindringtiefe“ zweckmäßigerweise diejenige Tiefe oder denjenigen Tiefenbereich, in der das Substratmaterial derart modifiziert wird, dass eine Ätzwirkung des Ätzmediums verstärkt oder beschleunigt wird.
Die Eindringtiefe kann durch die Wahl entsprechender Laserparameter eingestellt werden, zum Beispiel durch Anpassen der Wellenlänge, der Leistung oder Pulsenergie, der Pulsdauer und/oder dergleichen, insbesondere der Fokusposition bzw. Fokustiefe in Bezug auf die Substratrohlingoberfläche 4.
Zum anderen ist es möglich, den Substratrohling 2 auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten, d. h. sowohl auf der Vorderals auch auf der Rückseite, zu bestrahlen. Eine solche beidseitige Bestrahlung ist durch die gestrichelten Linien angedeutet, welche die Eindringtiefe von Laserstrahlung im Bereich von Auftreffpunkten, die einerseits auf der mittleren Linie 7b oder auf der äußere Linie 7a, andererseits auf damit korrespondieren, gegenüberliegenden Linien 7b', 7a` liegen, illustrieren.
Bei der beidseitigen Bestrahlung ist es grundsätzlich möglich, eine symmetrische Bestrahlung vorzunehmen (siehe Linien 7b, 7b`). Es ist jedoch auch denkbar, eine asymmetrische Bestrahlung vorzunehmen (siehe Linien 7a, 7a`). Bei einer solchen asymmetrischen Bestrahlung kann die Eindringtiefe der Laserstrahlung auf einer Seite größer sein als die Eindringtiefe auf der anderen, gegenüberliegenden Seite.
Wie in 3 gezeigt können die verschiedenen Bestrahlungsoptionen gemeinsam angewendet werden. Es ist jedoch auch denkbar, ausschließlich ein- oder zweiseitig sowie - bei beidseitiger Bestrahlung - ausschließlich symmetrisch oder asymmetrisch zu bestrahlen.
Durch das Einstrahlen entlang zwei oder mehr zumindest abschnittsweise parallel verlaufenden Linien 7a, 7b, 7c ist insbesondere die zum Auslösen des Zielsubstrats benötigte Behandlungsdauer beeinflussbar. Grundsätzlich kann, jedenfalls bis zu einer gewissen Grenze, mit zunehmender Linienzahl - d. h. mit breiterem Spalt - eine schnellere Auslösung des Zielsubstrats aus dem Substratrohling erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Behandlungsdauer aber auch durch die gewählte Eindringtiefe(n) der Laserstrahlung beeinflusst werden.
4 zeigt ein Beispiel einer Ätzbehandlung eines Substratrohlings mit einem Ätzmedium. Der Substratrohling wurde vor der Ätzbehandlung mit Laserstrahlung bestrahlt. Dadurch ist das Substratmaterial in den schraffiert dargestellten Bereichen 8, in denen die Laserstrahlung auf eine Substratrohlingoberfläche 4 trifft, zweckmäßigerweise derart modifiziert, dass die Ätzwirkung des Ätzmediums verstärkt oder beschleunigt wird. Bei der Ätzbehandlung wird Substratmaterial entsprechend verstärkt in den Bereichen 8 gelöst. Auf diese Weise können sich in den Bereichen 8 Durchgangslöcher 9 im Substratrohling ausbilden.
Bei fortschreitender Behandlung des Substratrohlings mit dem Ätzmedium wachsen die Durchgangslöcher 9 zweckmäßigerweise an. Anders gesagt können sich die Durchgangslöcher 9 zunehmend ausdehnen. Dies ist in 4 durch die gestrichelten Kreise angedeutet. Abhängig vom Abstand benachbarter Auftreffpunkte, in deren Bereich 8 die Laserstrahlung auf die Substratrohlingoberfläche 4 trifft, können sich benachbarte Durchgangslöcher 9 früher oder später miteinander verbinden. Anders gesagt löst sich bei fortschreitender Ätzbehandlung die Materialschicht zwischen benachbarten Durchgangslöchern 9 im Wesentlichen vollständig.
Dieser Mechanismus führt zweckmäßigerweise zur Bildung eines Spalts zwischen dem verbleibenden Substratrohling und einem Zielsubstrat, dessen Außenkontur mit der Aneinanderreihung der Auftreffpunkte korrespondiert. Entsprechend kann sich das Zielsubstrat aus dem Substratrohling herauslösen.
In dem Beispiel aus 4 sind die Auftreffpunkte regelmäßig auf der Substratrohlingoberfläche 4 angeordnet. Insbesondere liegen die Auftreffpunkte hier auf einer gestrichelt dargestellten Linie 7 und weisen einen vorgegebenen Abstand zu den jeweils benachbarten Auftreffpunkten auf. Entsprechend regelmäßig sind auch die Bereiche 8 um die Auftreffpunkte herum, in denen die Laserstrahlung auf die Substratrohlingoberfläche 4 auftrifft, angeordnet, und entsprechend regelmäßig entstehen auch die Durchgangslöcher 9.
Die Behandlungsdauer, die zur Verbindung der Durchgangslöcher 9 und der damit verbundenen Herauslösung des Zielsubstrats notwendig ist, kann insbesondere durch Wahl des Abstands zwischen benachbarten Auftreffpunkten bzw. Bereichen 8 vorgegeben werden. Insofern lässt sich die Behandlungsdauer auf einen gewünschten Effekt des Ätzmediums auf Abschnitte der Substratrohlingoberfläche 4, die nicht mit Laserstrahlung bestrahlt werden - d. h. unmodifiziert sind -, abstimmen. Anders gesagt kann die Behandlungsdauer durch Vorgabe des Abstands zwischen benachbarten Auftreffpunkten bzw. Bereichen 8 so eingestellt werden, dass sich das Zielsubstrat im Wesentlichen zeitgleich mit dem Erzielen des gewünschten Ätzeffekts in unmodifizierten Abschnitten des Substratrohlings herauslöst.
5 zeigt ein Beispiel eines Substrathalters 30 in einer Seitenansicht. Der Substrathalter 30 weist eine Haltevorrichtung 31 zum Halten von Substratrohlingen 2 auf und eine Auffangvorrichtung 32 zum Auffangen von aus den Substratrohlingen 2 bei einer Behandlung mit einem Ätzmedium herausgelösten Zielsubstraten 5. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur ein Substratrohling 2 und ein Zielsubstrat 5 dargestellt.
Die Haltevorrichtung 31 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass gehaltene Substratrohlinge 2 in einem Bereich, der mit dem herauszulösenden Zielsubstrat 5 korrespondiert, nicht kontaktiert werden. Zweckmäßigerweise weist die Haltevorrichtung 31 dazu eine Vielzahl von Schlitzen 33 auf, in welche die Substratrohlinge 2 eingesteckt werden können. Dadurch kann sich ein Kontakt des Substrathalters 30 mit den Substratrohlingen 2 auf einen schmalen Streifen am Rand der Substratrohlinge 2 beschränken. Der mit dem herauszulösen Zielsubstrat 5 korrespondierende Bereich bleibt dabei unbeeinträchtigt (vgl. 2). Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist vorliegend nur ein Teil der Schlitze 33 mit einem Bezugszeichen versehen.
Die Schlitze 33 sind zweckmäßigerweise in wenigstens einem - im vorliegenden Beispiel zwei - Querträgern 34 vorgesehen, welche zwischen zwei Seitenwänden 36 des Substrathalters 30 angeordnet sind. Bei zwei oder mehr Querträgern 34 fluchten jeweils zwei der Schlitze 33 in unterschiedlichen Querträgern 34 miteinander, sodass in diesen zwei Schlitze 33 genau ein Substratrohling 2 angeordnet werden kann.
Die Haltevorrichtung 31 ist zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, die Substratrohlinge 2 derart zu halten, dass bei waagrechter Ausrichtung des Substrathalters 30 eine Substratrohlingoberfläche 4 gegenüber der Senkrechten geneigt ist. Zu diesem Zweck können die Schlitze 33 entsprechend schräg in die Querträger 34 eingebracht sein. Vorzugsweise sind die Schlitze 33 dabei derart ausgerichtet, dass eine Neigung der Substratrohlingoberfläche 4 gegenüber der Senkrechten von mehr als 0°, vorzugsweise 10° oder mehr, maximal jedoch 90° erzielt wird.
Der Substrathalter 30 weist ferner eine Brücke 35 auf, auf der die Substratrohlinge 2 mit einem Ende abstellbar sind. Auch die Brücke 35 verbindet die Seitenwände 36. Vorzugsweise weist die Brücke 35, wie in 5 dargestellt, ebenfalls Schlitze 33 auf, sodass die Enden der Substratrohlinge 2 bei Anordnung in den Schlitzen 33 der Querträger 34 ebenfalls fixierbar sind.
Gegebenenfalls können auch mehrere Brücken 35 und Querträger 34 hintereinander, d. h. in einer Richtung senkrecht zu Figurenebene, angeordnet sein, um die Kapazität des Substrathalters 30 zu erhöhen.
Die Auffangvorrichtung 32 weist vorzugsweise eine Vielzahl von Auffangelementen 37 auf, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein Teil mit Bezugszeichen versehen ist. Die Auffangelemente 37 sind im vorliegenden Beispiel als Stifte ausgebildet, die aus den Querträgern 34 hervorragen. Die Auffangelemente 37 sind zweckmäßigerweise benachbart zu den Schlitzen 33 angeordnet. Dabei kann pro Schlitz 33 und Querträger 34 ein Auffangelement 37 vorgesehen sein. Anders gesagt kann jedem Schlitz 33 in einem Querträger 34 ein Auffangelement 37 zugeordnet sein. Grundsätzlich sind jedoch auch mehrere Auffangelemente 37 pro Schlitz 33 denkbar.
Nach dem Herauslösen aus dem Substratrohling 2 kann das Zielsubstrat 5 so mit einem unteren Ende auf die Brücke 35 fallen, während es seitlich von den Auffangelementen 37 gehalten wird.
Zweckmäßigerweise weist die Brücke 35 eine Mehrzahl an Vertiefungen 38 auf, von denen jede zur Fixierung eines herausgelösten Zielsubstrats 5 eingerichtet ist. Eine Fixierung ist hierbei insbesondere eine Stabilisierung der Position des herausgelösten Zielsubstrats 5 in der Horizontalen. Anders gesagt kann durch die Fixierung eine Bewegung insbesondere eines der Brücke 35 zugewandten Endes des Zielsubstrats 5 entlang der Brücke 35 unterbunden oder zumindest erschwert werden.
Die Vertiefungen 38 können derart ausgebildet sein, insbesondere derart angeordnet, dass ein aus dem Substratrohling 2 herausgelöstes Zielsubstrat 5, insbesondere selbsttätig, in eine der Vertiefungen 38 rutscht. Dazu kann jeweils eine Vertiefung 38 benachbart zu einem Schlitz 33 in der Brücke 35 vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

1: System
2: Substratrohling
3: Laserstrahlung
4: Substratrohlingoberfläche
5: Zielsubstrat
6: Außenkontur
7: Linie
7a: äußere Linie
7a`: äußere Linie
7b: mittlere Linie
7b`: mittlere Linie
7c: innere Linie
8: Bereich
9: Durchgangsloch
20: Laservorrichtung
30: Substrathalter
31: Haltevorrichtung
32: Auffangvorrichtung
33: Schlitz
34: Querträger
35: Brücke
36: Seitenwand
37: Auffangelement
38: Vertiefung
40: Ätzvorrichtung
41: Ätzmedium
50: Nachbehandlungsvorrichtung
100: Verfahren
S1-S5: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren (100) zum Substratätzen, bei dem ein Substratrohling (2) in einem Substrathalter (30) angeordnet (S2) und eine Substratrohlingoberfläche (4) mit einem Ätzmedium (41) behandelt (S3) wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratrohling (2) vor der Behandlung mit dem Ätzmedium (41) mit Laserstrahlung (3) entlang einer Außenkontur (6) eines Zielsubstrats (5) bestrahlt (S1) wird, sodass sich das Zielsubstrat (5) bei der Behandlung mit dem Ätzmedium (41) aus dem Substratrohling (2) herauslöst.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratrohling (2) derart mit der Laserstrahlung (3) entlang der Außenkontur (6) des Zielsubstrats (5) bestrahlt wird, dass bei der Behandlung des Substratrohlings (2) mit dem Ätzmedium (41) Durchgangslöcher (9) im Substratrohling (2) entlang der Außenkontur (6) des Zielsubstrats (5) erzeugt werden.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratrohling (2) derart mit der Laserstrahlung (3) entlang der Außenkontur (6) des Zielsubstrats (5) bestrahlt wird, dass bei der Behandlung des Substratrohlings (2) mit dem Ätzmedium (41) Durchgangslöcher (9) im Substratrohling (2) entlang der Außenkontur (6) des Zielsubstrats (5) in einem vorgegebenen Abstand zueinander erzeugt werden und sich, nach einer vorgegebenen Behandlungsdauer des Substratrohlings (2) mit dem Ätzmedium (41), benachbarte Durchgangslöcher (9) miteinander verbinden.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielsubstrat (5) im Wesentlichen ätzmarkenfrei aus dem Substratrohling (2) herausgelöst wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Substrathalter (30) zum Behandeln der Substratrohlingoberfläche (4) mit dem Ätzmedium (41) in ein Ätzmediumbad eingebracht wird und der Substrathalter (30) aus dem Ätzmediumbad entfernt wird, unmittelbar nachdem sich das Zielsubstrat (5) aus dem Substratrohling (2) herausgelöst hat.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das herausgelöste Zielsubstrat (5) mithilfe des Substrathalters (2) aufgefangen (S4) wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratrohling (2) durch die Anordnung im Substrathalter (30) derart gehalten wird, dass die Substratrohlingoberfläche (4) bei horizontaler Ausrichtung des Substrathalters (30) gegenüber der Senkrechten geneigt ist.
Verfahren (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratrohlingoberfläche (4) um einen Winkel zwischen 0° und einschließlich 90°, vorzugsweise 10° oder mehr, gegenüber der Senkrechten geneigt ist.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratrohling (2) auf einer Seite im Wesentlichen senkrecht zur Substratrohlingoberfläche (4) mit Laserstrahlung (3) bestrahlt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der der Substratrohling (2) auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten im Wesentlichen senkrecht zur Substratrohlingoberfläche (4) mit Laserstrahlung (3) bestrahlt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung auf den beiden gegenüberliegenden Seiten mit unterschiedlichen Laserparametern durchgeführt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestrahlung des Substratrohlings (2) mit Laserstrahlung (3) entlang der Außenkontur (6) des Zielsubstrats (5) Laserpulse zumindest abschnittsweise im Bereich (8) von regelmäßig beabstandeten Auftreffpunkten auf die Substratrohlingoberfläche (4) treffen, wobei die Auftreffpunkte auf einer Linie (7; 7a, 7b, 7c) liegen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestrahlung des Substratrohlings (2) mit Laserstrahlung (3) entlang der Außenkontur (6) des Zielsubstrats (5) Laserpulse im Bereich von Auftreffpunkten auf die Substratrohlingoberfläche (4) treffen, wobei die Auftreffpunkte zumindest abschnittsweise auf zwei oder mehr zueinander parallel verlaufenden Linien (7a, 7b, 7c) liegen.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratoberfläche (4) mit einem Ätzmedium (41) behandelt wird, das Kaliumhydroxid, Tetramethylammoniumhydroxid, Natriumhydroxid und/oder Lithiumhydroxid enthält.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratrohlingoberfläche (4) bei einer Temperatur von 90 °C oder mehr mit dem Ätzmedium (41) behandelt wird.
System (1) zum Substratätzen, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit - einer Laservorrichtung (20), die derart zur Bestrahlung eines Substratrohlings (2) mit Laserstrahlung (3) entlang einer Außenkontur (6) eines Zielsubstrats (5) eingerichtet ist, dass sich das Zielsubstrat (5) bei einer Behandlung mit einem Ätzmedium (41) aus dem Substratrohling (2) herauslöst, - einem Substrathalter (30), in dem der Substratrohling (2) anordenbar ist, und - einer Ätzvorrichtung (40), die zur Behandlung des bestrahlten und im Substrathalter (30) angeordneten Substratrohlings (2) mit dem Ätzmedium (41) eingerichtet ist.
Substrathalter (30) zum Halten von Substratrohlingen (2), insbesondere zur Verwendung in dem Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit einer Auffangvorrichtung (32), die dazu eingerichtet ist, ein bei einer Behandlung eines gehaltenen Substratrohlings (2) mit einem Ätzmedium (41) aus dem Substratrohling (2) herausgelöstes Zielsubstrat (5) aufzufangen.