DE19755990C1

DE19755990C1 - Verfahren zur Herstellung von Extraktionselektroden für die Atom-Analytik

Info

Publication number: DE19755990C1
Application number: DE1997155990
Authority: DE
Inventors: Manfred Lacher; Thomas Dr Zetterer
Original assignee: Institut fuer Mikrotechnik Mainz GmbH
Current assignee: Institut fuer Mikrotechnik Mainz GmbH
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2017-12-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Extraktionselektroden für die Atom-Analytik (atom probe), die eine erste elektrisch leitfähige Schicht als erste Elektrode und eine zweite elektrisch leitfähige Schicht als zweite Elektrode umfaßt, jeweils versehen mit Aperturen unterschiedlichen Durchmessers.

Die Atom-Analytik, in der englischsprachigen Literatur atom probe genannt, erlaubt die gezielte Analyse einzelner Atome auf der Oberfläche von Festkörpern. Diese Untersuchungsmethode basiert auf der massenspektroskopischen Analyse von durch Feldionisation aus einer zu untersuchenden Probe abdampfenden Atomen, die orts- und zeitaufgelöst auf einem Detektorarray analysiert werden, nachdem sie durch ein Elektrodensystem, das einen sehr hohen Feldgradienten erzeugt, aus der Probe extrahiert werden. Die Probe weist in der Regel eine Vielzahl von emittierenden Spitzen auf, so daß zur Vermeidung von Detektorsignalen aus mehr als einer Probenspitze eine sogenannte Extraktionselektrode verwendet wird. Die Gestaltung und damit die Herstellung der Extraktionselektrode ist für das Auslösungsvermögen eines Gerätes für die Atom-Analytik von entscheidender Bedeutung. Zum einen müssen die notwendigerweise hohen Feldstärken auf einen kleinen Bereich begrenzt sein, zum anderen muß ein definiertes Potentialgefälle erzeugt werden.

In S. S. Bajikar, et. al., "Microfabrication of extraction electrodes for local electrode atom-probes" (Applied Surface Science 87/ 88 (1995) 438-445) werden zwei Verfahren zur Herstellung von Extraktionselektroden beschrieben. Beide Varianten gehen von einem Silizium-Wafer aus, in dem mit Hilfe photolithographischer Prozesse und Ätz-Verfahren Führungslöcher hergestellt werden. Anschließend wird durch Aufbringen von Schutzschichten und deren Strukturierung das Silizium so geätzt, daß ein 15 bis 20 µm erhabener Siliziumbereich (Mesa-Struktur) auf dem Silizium-Wafer stehen bleibt.

Gemäß der ersten Variante wird nun eine Schutzschicht aus Siliziumdioxid und Siliziumnitrid aufgebracht, auf die ein dünner Metallfilm als galvanische Startschicht aufgesputtert wird. Die Öffnung (Apertur) der Elektrode an der Spitze der Mesa-Struktur wird photolithographisch und mittels eines Sauerstoff-Plasmas erzeugt. Anschließend wird Nickel zur Ausbildung der Elektrode galvanisch abgeschieden, wobei die Apertur frei bleibt. In die der Mesa-Struktur gegenüberliegende Seite wird unter Freilegung der Elektrode ein an die metallische Schicht der Mesa-Struktur grenzendes Sackloch hineingeätzt. Anschließend wird auf der Rückseite eine Metallschicht zur Kontaktierung der eigentlichen spitzen Elektrode aufgebracht.

Gemäß der zweiten Variante wird auf die Mesa-Struktur aus Silizium eine Siliziumnitridschicht aufgebracht. Von der Rückseite wird nun das Silizium-Substrat so anisotrop geätzt, daß die Siliziumnitridschicht der Mesa-Struktur als freistehende Schicht übrig bleibt. In der Spitze dieser Schicht wird nun eine kleine Öffnung (Apertur) erzeugt. Hierzu wird ein Photoresist aufgeschleudert der durch reaktives Ionenätzen leicht abgetragen wird. Dadurch, daß im Bereich der Spitze der Siliziumnitridschicht der Photoresist eine kleinere Schichtdicke aufweist als in den übrigen Bereichen, wird die Spitze beim Ätzen zuerst freigelegt. Mittels eines CHF₃/O₂-Plasmas wird in der freigelegten Spitze der Siliziumnitridschicht die Apertur hergestellt. Nach dem Entfernen des übrigen Photoresists kann die Elektrode in Form einer dünnen Metallschicht oder einer dünnen transparenten Indium-Zinn-Oxid-Schicht aufgebracht werden.

Nachteilig bei dem oben beschriebenen Verfahren ist die durch die Ätzprozesse von Silizium vorgegebene Form der Mesa-Struktur. Eine Gestaltung der Form der Mesa-Struktur im Hinblick auf eine Optimierung der Extraktionselektrode ist dadurch nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für eine einfache, reproduzierbare und kostengünstige Herstellung von Extraktionselektroden für die Atom-Analytik bereitzustellen, bei dem eine hohe Gestaltungsfreiheit der Extraktionselektroden, insbesondere der Höhe gegenüber dem Trägersubstrat, gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des ersten Anspruchs und den Merkmalen des zweiten Anspruchs gelöst, wobei die abhängigen Ansprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.

Durch die erfindungsgemäße Kombination dünnschichttechnologischer Prozesse wird eine hohe Gestaltungsfreiheit bei der Herstellung von Extraktionselektroden erreicht.

Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen im Querschnitt von der Seite:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Gerätes zur Atom-Analytik,

Fig. 2a-i die Verfahrensschritte nach der ersten Variante,

Fig. 3a-j die Verfahrensschritte nach der zweiten Variante.

Fig. 4a-f die Verfahrensschritte zur Herstellung einer erhabenen Struktur (Mesa-Struktur),

Fig. 5a-e die Verfahrensschritte zur Herstellung einer Apertur in der Spitze der Mesa-Struktur.

Der prinzipelle Aufbau eines Gerätes zur Atom-Analyse ist in Fig. 1 dargestellt. Die Anordnung besteht im wesentlichen aus der zu untersuchenden Probe 15, der Extraktionselektrode 19, dem Detektor 17 und der Steuereinheit 18 mit der Spannungsversorgung. Die Extraktionselektrode 19 besteht aus einer konusförmigen ersten Elektrode 13 mit einer kleinen Apertur 8 und einer zweiten Elektrode 14 zur Erzeugung eines definierten Potentialgefälles. Beide Elektroden 13, 14 bestehen aus elektrisch leitenden Schichten 7, 11. Der Detektor 17 dient dem orts- und zeitaufgelösten Nachweis der von einer Spitze 16 der Probe 15 durch sehr kurze Spannungspulse extrahierten Atome. Über eine Time-of-flight-Analyse kann auf die Masse der Teilchen und über den Einfallsort der Ionen auf die ursprüngliche Lokalisierung in der Probe zurückgerechnet werden. Durch eine Vielzahl von Spannungspulsen wird von der zu untersuchenden Probe Material schichtweise abgetragen und über eine entsprechende Datenverarbeitung in ein dreidimensionales Bild der atomaren Verteilung der Atome umgerechnet.

Fig. 2a zeigt eine dünne Substratplatte 1, die auf beiden Seiten eine Passivierungsschicht 2, 3 aus Siliziumnitrid trägt. Als Substrat eignen sich Siliziumwafer, die üblicherweise eine Dicke von 100 µm bis 3 mm aufweisen. Die Passivierungsschichten 2, 3 einer Dicke von etwa 200 nm können mittels eines LPCVD-Verfahrens aufgebracht worden sein.

Auf eine Seite (hier auf die Oberseite) wird eine erste Polymerschicht 4 aufgebracht, beispielsweise eine Polyimidschicht von bis zu 100 µm mittels eines Spin-Coating-Prozesses und anschließender Polymerisierung (Fig. 2b). Es sind auch andere Polymermaterialien geeignet, die vorzugsweise plasmachemisch strukturiert werden können und sich bei Temperaturen bis zu 250°C nicht zersetzen.

Auf dieser Polymerschicht 4 wird eine erhabene Struktur 6 (Mesa-Struktur) mit einer Höhe von etwa 10 bis 100 µm aus einer zweiten Polymerschicht 5 hergestellt, wie es zu Fig. 4 näher erläutert wird (Fig. 2c). Die Oberfläche der die Mesa-Struktur 6 tragenden Seite wird mit einem Metall 7, beispielsweise Aluminium einer Dicke von etwa 2 µm, beschichtet (Fig. 2d). Als Beschichtungsverfahren eignet sich in besonderer Weise Sputtern, da hier auch die Flanken der Mesa-Struktur konform beschichtet werden. Im Bereich der Spitze der Mesa-Struktur 6 wird in der metallischen Schicht 7 eine kleine Öffnung 8 (Apertur) eines Durchmessers von etwa 1 bis 10 µm hergestellt, nach Verfahren wie sie zu Fig. 5 näher beschrieben werden (Fig. 2e).

Anschließend wird in die Passivierungsschicht 3 auf der Unterseite des Substrates 1 ein Loch 9 hineinstrukturiert (Fig. 2f). Mittels eines Ätzverfahrens, beispielsweise anisotropem Ätzen mittels Kaliumhydroxid, wird von der Unterseite in dem Substrat 1 ein Sackloch 10 erzeugt, das bis zur ersten Passivierungsschicht 2 reicht (Fig. 2g). Das Sackloch 10 weist im Bereich der ersten Passivierungsschicht 2 einen Durchmesser von etwa 100 bis 200 µm auf.

Auf die Unterseite des Substrates 1 einschließlich des Sackloches 10 wird eine metallische Schicht 11, beispielsweise aus Aluminium, aufgebracht, die als zweite Elektrode dient. Im Sackloch 10 grenzt diese Schicht 11 an die erste Passivierungsschicht 2. In diesen Bereich wird durch lithographische Prozesse ein Loch 12 mit einem Durchmesser von etwa 100 µm in der metallischen Schicht 11 erzeugt, so daß ein der Mesa-Struktur 6 gegenüberliegender Bereich der Passivierungsschicht 2 von der Unterseite frei zugänglich ist (Fig. 2h).

Der freigelegte Bereich der Passivierungsschicht 2 wird unter Erhalt der metallischen Schicht 11 weggeätzt. Besteht die metallische Schicht 11 aus Aluminium bei einer Passivierungsschicht 2 aus Siliziumnitrid, so eignet sich ein Fluor-Plasma zur selektiven Entfernung der Passivierungsschicht 2. Nun ist ein Bereich der ersten Polymerschicht 4 von der Unterseite zugänglich. Durch ein Sauerstoff-Plasma wird dieser Bereich der ersten Polymerschicht 4 und der sich unter der metallischen Schicht 7 der Mesa-Struktur 6 befindlichen zweiten Polymerschicht 5 entfernt. Die an den äußeren Rand der metallischen Schicht 7 der Mesa-Struktur 6 grenzenden Bereiche der ersten Polymerschicht 4 werden ebenfalls weggeätzt, um eine noch größere Strukturhöhe der Mesa-Struktur 6 vom eigentlichen Substrat 1 zu erreichen (Fig. 2i). Als erste Elektrode 13 dient die metallische Schicht 7, die hierzu auf der Oberseite des Substrates elektrisch kontaktiert wird, während die die zweite Elektrode 14 darstellende metallische Schicht 11 über die Rückseite des Substrates kontaktiert wird.

In den Fig. 3a-j ist ein Ausführungsbeispiel nach der zweiten Verfahrensvariante schematisch dargestellt. Ausgegangen wird von einer Substratplatte aus Silizium, beispielsweise einem Siliziumwafer, die auf beiden Seiten eine Passivierungsschicht 31, 32 aus Siliziumnitrid einer Dicke von etwa 200 nm trägt (Fig. 3a).

Auf einer Seite (hier auf der Oberseite) wird die Passivierungsschicht 31 so strukturiert, daß ein runder oder n-eckiger Bereich mit einem Durchmesser von etwa 200 µm stehen bleibt (Fig. 3b). Hierzu eignen sich photolithographische Prozesse mit anschließendem Ätzen.

Anschließend wird auf die Oberseite eine metallische Schicht 33 einer Dicke von etwa 1 µm, beispielsweise durch Aufdampfen oder Sputtern, aufgebracht. Diese Schicht 33 wird so strukturiert, daß die das Substrat 30 bedeckende Passivierungsschicht 31 in einem mittleren Bereich von der metallischen Schicht 33 befreit wird. Darüberhinaus wird die direkt auf dem Substrat 30 liegende metallische Schicht 33 bis auf einen an die Passivierungsschicht 31 grenzenden Randbereich entfernt (Fig. 3c), so daß auf der Oberseite die metallische Schicht 33 in der Form eines Kreisringes übrig bleibt, der elektrischen Kontakt zu dem Siliziumsubstrat aufweist.

Nun wird auf die Oberseite eine erste Polymerschicht 34 aus Polyimid einer Dicke von bis zu 100 µm mittels eines Spin-Coating-Prozesses aufgebracht (Fig. 3d). Es lassen sich auch andere polymere Materialien aufbringen, die vorzugsweise plasmachemisch strukturierbar sind und sich bei Temperaturen bis zu 250°C nicht zersetzen.

Auf der ersten Polymerschicht 34 wird eine erhabene Struktur 36 (Mesa-Struktur) hergestellt (Fig. 3e). Die Herstellung erfolgt aus einer zweiten Polymerschicht 35, wie dies zu Fig. 4 näher erläutert wird. Die die erste Polymerschicht 34 und die Mesa-Struktur 36 umfassende Oberseite wird mit einer metallischen Schicht 37 einer Dicke von etwa 2 µm versehen (Fig. 3f). Ein geeignetes Verfahren hierzu ist Aufsputtern von beispielsweise Aluminium. In dem Bereich der Spitze der Mesa-Struktur 36 wird in der metallischen Schicht 37 eine kleine Öffnung (Apertur) 38 mit einem Durchmesser von 1 bis 10 µm hergestellt (Fig. 3g). Hierzu eignen sich Verfahren, wie sie zu Fig. 5 beschrieben werden.

Anschließend wird in die untere Passivierungsschicht 32 auf der Unterseite des Substrates 30 ein Loch 39 hineinstrukturiert (Fig. 3h). Mittels eines Ätzverfahrens, beispielsweise anisotropem (Ätzen mittels einer 20%igen Kaliumhydroxidlösung, wird von der Unterseite in dem Substrat 30 ein Sackloch 40 erzeugt, das bis zur oberen Passivierungsschicht 31 reicht, wobei die untere Passivierungsschicht 32 als Schutzschicht dient (Fig. 3i). Das Sackloch 40 weist im Bereich der oberen Passivierungsschicht 31 einen Durchmesser von 100 bis 200 µm auf.

Mittels reaktivem Ionenätzen oder Plasmaätzen wird von der Unterseite die obere Passivierungsschicht 31 entfernt. Anschließend werden zwischen der unteren metallischen Schicht 33 und der oberen metallischen Schicht 37 im Bereich der Mesa-Struktur 36 die erste und zweite Polymerschicht 34, 35 entfernt (Fig. 3j). Hierzu eignet sich beispielsweise ein Sauerstoff-Plasma. Die nun vorliegende Anordnung eignet sich als Extraktionselektrode, wobei die obere konusförmige metallische Schicht 37 mit der Apertur 38 als erste Elektrode 41 und die untere metallische Schicht 33 als zweite Elektrode 42 dient.

Anhand der Fig. 4a-f wird ein Verfahren zur Herstellung einer erhabenen Struktur (Mesa-Struktur) aus einer Polymerschicht dargestellt. Auf eine erste Polymerschicht 50 wird eine zweite Polymerschicht 51, vorzugsweise aus einem mittels eines Sauerstoff-Plasmas strukturierbaren Polymer, beispielsweise einem Photolack oder Polymethylmethacrylat, und einer Dicke von bis zu 1 mm, aufgebracht (Fig. 4a).

Auf die zweite Polymerschicht 51 wird eine dünne Maskierungsschicht 52 aufgebracht, die gegenüber den Ätzprozessen zur Strukturierung der zweiten Polymerschicht 51 inert ist. Geeignete Materialien hierfür sind beispielsweise Chrom oder Siliziumdioxid. Anschließend wird auf die Maskierungsschicht 52 eine dünne Lackschicht 53 aufgetragen. Diese Schicht 53 wird bis auf einen runden oder n-eckigen Bereich, der in seinem Durchmesser etwa dem Basisdurchmesser der späteren Mesa-Struktur entspricht, durch Photolithographie und anschließende Entwicklung entfernt (Fig. 4b), so daß die freigelegte Maskierungsschicht 52 in einem weiteren Schritt strukturiert werden kann.

Die Maskierungsschicht 52 wird beispielsweise mittels Naß- oder Trocken ätzverfahren entfernt, wobei die unter dem Bereich der Lackschicht 53 liegenden Bereiche erhalten bleiben (Fig. 4c). Mittels beispielsweise eines Sauerstoff-Tiefenätzprozesses wird die zweite Polymerschicht 51 von der Oberseite abgetragen. Die gegen das Sauerstoff-Plasma inerte Maskierungs schicht 52 schützt die unter ihr liegenden Bereiche der zweiten Polymerschicht 51, während die umliegenden Bereiche bis auf die Oberfläche der ersten Polymerschicht 50 abgetragen werden (Fig. 4d). Nach der Entfernung der Maskierungsschicht 52 mittels Naß- oder Trockenätzverfahren bleibt eine konische erhabene Struktur, d. h. eine Mesa-Struktur 54, übrig (Fig. 4e).

Die Form der Mesa-Struktur 54 kann durch Erwärmen, d. h. durch sogenannte Hardbake- und Reflow-Prozesse, gezielt so in ihrer Form verändert werden, daß eine für die spätere Extraktionselektrode günstige Form erreicht wird. In Fig. 4f ist eine Mesa-Struktur 54 dargestellt, deren Kanten durch einen Aufheizprozeß abgerundet wurden.

Mesa-Strukturen lassen sich auch mittels photolithographischer Prozesse aus entsprechend dicken Schichten eines photostrukturierbaren Lackes erzeugen. Hierbei lassen sich Aspektverhältnisse, d. h. das Verhältnis der Breite zur Höhe der Struktur, von 1 : 4 bis 1 : 8 erzielen. Auch diese Mesa-Strukturen lassen sich durch Ausheizprozesse in ihrer Form verändern.

Anhand der Fig. 5a-e wird ein Verfahren zur Erzeugung von kleinen Öffnungen (Aperturen) in der metallischen Schicht der Mesa-Struktur erläutert. Ausgegangen wird von einer Struktur, wie sie beispielsweise in Fig. 2d oder Fig. 3f dargestellt ist. Auf einer ersten Polymerschicht 60 befindet sich eine Mesa-Struktur 62 aus einer zweiten Polymerschicht 61. Beide Schichten 60, 61 sind von einer metallischen Schicht 63 bedeckt (Fig. 5a).

Auf die Oberseite wird ein Lack so aufgebracht, daß die Mesa-Struktur gerade von ihm bedeckt ist (Fig. 5b). Geeignete Lacke sind beispielsweise auf der Basis von Novolack-Harz oder gelöstem Polymethylmethacrylat aufgebaut. Durch eine zeitlich begrenzte Sauerstoff-Plasma-Behandlung wird gerade die Spitze der Mesa-Struktur 62 von der Lackschicht 64 befreit (Fig. 5c). Handelt es sich um einen photostrukturierbaren Lack 64, so kann kann die Spitze auch durch beispielsweise UV-Belichtung gezielt freigelegt werden. Auch mittels Ionen- oder Elektronenstrahllithographie kann ein Loch in dem Lack 64 im Bereich der Spitze der Mesa-Struktur 62 erzeugt werden.

Mittels eines Naß- oder Trockenätzprozesses wird ein kleines Loch 65 in der metallischen Schicht 61 an der Spitze der Mesa-Struktur 62 erzeugt (Fig. 5d). Gleichzeitig kann hierbei die metallische Schicht 63 an den Randbereichen der späteren Extraktionselektrode strukturiert werden. Die Lackschicht 64 wird nun von der Oberseite der Anordnung entfernt, so daß die metallische Schicht 63 mit der Apertur 65 in der Mesa-Struktur 62 freiliegt (Fig. 5e).

Bezugszeichenliste

1

Substrat

2

obere Passivierungsschicht

3

untere Passivierungsschicht

4

erste Polymerschicht

5

zweite Polymerschicht

6

Mesa-Struktur

7

Metallschicht

8

Apertur

9

freigelegter Bereich des Substrates

10

Sackloch

11

metallische Schicht

12

Loch in der metallischen Schicht

13

erste Elektrode

14

zweite Elektrode

15

Probe

16

Spitze

17

Detektor

18

Steuerungseinheit und Spannungsversorgung

19

Extraktionselektrode

30

Substrat

31

obere Passivierungsschicht

32

untere Passivierungsschicht

33

metallische Schicht

34

erste Polymerschicht

35

zweite Polymerschicht

36

Mesa-Struktur

37

metallische Schicht

38

Apertur

39

freigelegter Bereich des Substrates

40

Sackloch

41

erste Elektrode

42

zweite Elektrode

50

erste Polymerschicht

51

zweite Polymerschicht

52

Maskierungsschicht

53

Lackschicht

54

Mesa-Struktur

60

erste Polymerschicht

61

zweite Polymerschicht

62

Mesa-Struktur

63

metallische Schicht

64

Lackschicht

65

Apertur

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Extraktionselektrode (19) für die Atom-Analytik (Atom Probe), die eine erste elektrisch leitfähige Schicht als erste Elektrode (13) und eine zweite elektrisch leitfähige Schicht als zweite Elektrode (14) umfaßt, das folgende Schritte umfaßt:

a) Aufbringen einer Passivierungsschicht (2, 3) auf beide Seiten eines dünnen Substrates (1),
b) Aufbringen einer ersten Polymerschicht (4) auf der ersten Seite des Substrates (1),
c) Aufbringen einer zweiten Polymerschicht (5) auf der ersten Seite des Substrates (1),
d) Strukturieren der zweiten Polymerschicht (5) unter Ausbildung einer erhabenen Struktur (Mesa-Struktur) (6),
e) Aufbringen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (7) auf die Mesa-Struktur (6),
f) Herstellen einer kleinen Öffnung (Apertur) (8) im Bereich der Spitze der Mesa-Struktur (6),
g) Erzeugen eines sich von der zweiten Seite des Substrates (1) bis zur Mesa-Struktur (6) auf der ersten Seite des Substrates (1) erstreckenden Sackloches (10),
h) Aufbringen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (11) auf zumindest den im Sackloch (10) befindlichen Bereich der zweiten Seite des Substrates (1),
i) Erzeugen einer Öffnung (12) in der elektrisch leitfähigen Schicht (11) auf der zweiten Seite des Substrates (1) im Bereich der Mesastruktur (6),
j) Entfernen der ersten und zweiten Polymerschicht (4, 5) im Bereich der Mesa-Struktur (6) zwischen der Öffnung (8) der elektrisch leitfähigen Schicht (7) auf der ersten Seite des Substrates (1) und der Öffnung (12) der elektrisch leitfähigen Schicht (11) auf der zweiten Seite des Substrates (1).

2. Verfahren zur Herstellung einer Extraktionselektrode (19) für die Atom-Analytik (Atom Probe), die eine erste elektrisch leitfähige Schicht (37) als erste Elektrode (41) und eine zweite elektrisch leitfähige Schicht (33) als zweite Elektrode (42) umfaßt, das folgende Schritte umfaßt:

a) Aufbringen einer Passivierungsschicht (31, 32) auf beide Seiten eines dünnen Substrates (30),
b) Strukturieren der auf der ersten Seite des Substrates (1) aufgebrachten Passivierungsschicht (31) unter Erhalt eines kreisförmigen oder N-eckigen Bereiches der Passivierungsschicht,
c) Aufbringen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (33) auf die auf der ersten Seite des Substrates (1) erhaltene Passivierungsschicht (31), wobei auch der an den Bereich der Passivierungsschicht (31) grenzende Bereich der Oberfläche der ersten Seite des Substrates (1) mit der elektrisch leitfähigen Schicht (33) bedeckt wird,
d) Entfernen eines Teils der elektrisch leitfähigen Schicht (33) in der Form eines Kreises oder eines N-eckigen Bereiches auf dem Bereich der Passivierungsschicht (31),
e) Aufbringen einer ersten Polymerschicht (34) auf der ersten Seite des Substrates (1),
f) Aufbringen einer zweiten Polymerschicht (35) auf der ersten Seite des Substrates (1),
g) Strukturieren der zweiten Polymerschicht (35) unter Ausbildung einer erhabenen Struktur (Mesa-Struktur) (36),
h) Aufbringen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (37) auf die Mesa-Struktur (36),
i) Herstellen einer kleinen Öffnung (Apertur) (38) im Bereich der Spitze der Mesa-Struktur (36),
j) Erzeugen eines sich von der zweiten Seite des Substrates bis zur Mesa-Struktur (36) auf der ersten Seite des Substrates (30) erstreckenden Sackloches (40),
k) Entfernen der ersten und zweiten Polymerschicht (34, 35) im Bereich der Mesa-Struktur (36) zwischen der Öffnung (38) der elektrisch leitfähigen Schicht (37) auf der ersten Seite der ersten Polymerschicht (34) und der Öffnung der elektrisch leitfähigen Schicht (33) auf der zweiten Seite der ersten Polymerschicht (34).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (30) elektrisch leitfähig ist.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1, 30) Silizium, Glas, photostrukturierbares Glas, ein Metall, eine Legierung oder eine oxidische Verbindung eines oder mehrer Metalle ist.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (2, 3, 31, 32) aus einem gegen die zur Strukturierung des Substrates (1, 30) verwendeten Stoffe weitgehend inerten Material, vorzugsweise Nickel, Chrom, Gold, Siliziumdioxid, Siliziumoxidnitrid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Bornitrid amorphem Kohlenstoff oder einer Kombination dieser Materialien, besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (2, 3, 31, 32) mittels eines Oxidationsverfahrens, eines PVD-Verfahrens oder eines plasmaunterstützten oder thermischen CVD-Verfahrens gegebenenfalls in mehreren Schichten aufgebracht wird.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Polymerschicht (4, 34) aus einem im Ultrahochvakuum einsetzbaren Polymer, vorzugsweise Polyimid, besteht.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Polymerschicht (5, 35) aus einem mittels eines Sauerstoff-Plasmas strukturierbaren Polymer, vorzugsweise einem Photolack oder Polymethylmethacrylat besteht.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erhabene Struktur (Mesa-Struktur) (6, 36) durch lithographische Prozesse oder/und Plasmaätzen aus der zweiten Polymerschicht (5, 35) strukturiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der erhabenen Struktur (Mesa-Struktur) (6, 36) durch einen thermischen Reflow-Prozeß verändert wird.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Mesa-Struktur (6, 36) eine elektrisch leitfähige Schicht (7, 37) aus einem Metall oder einer elektrisch leitfähigen Oxidverbindung aus einem oder mehreren Metallen aufgebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Schicht (7, 37) zusätzlich optisch transparent ist, und daß vor dem Aufbringen dieser Schicht (7, 37) eine elektrisch isolierende und optisch transparente Schicht aufgebracht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Spitze der Mesa-Struktur (62) eine kleine Öffnung (Apertur) (65) nach einem folgende Schritte umfassenden Verfahren erzeugt wird:

a) Aufbringen einer Polymerschicht (64) auf die elektrisch leitfähige Schicht (63) in einer Dicke etwa kleiner gleich der Höhe der Mesa-Struktur (62),
b) Entfernen eines oberen Bereiches der Polymerschicht (64) unter Freilegung eines Bereiches der Spitze der Mesa-Struktur (62),
c) Entfernen des an der Spitze der Mesa-Struktur (62) freigelegten Bereiches der elektrisch leitfähigen Schicht (63).

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Bereich der Polymerschicht (64) mittels eines Plasmas, vorzugsweise eines Sauerstoffplasmas, entfernt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Spitze der Mesa-Struktur eine kleine Öffnung (Apertur) nach einem folgende Schritte umfassenden lithographischen Verfahren erzeugt wird:

a) Aufbringen einer strahlungsempfindlichen Polymerschicht auf die elektrisch leitfähige Schicht bei gleichzeitiger Bedeckung der Mesa-Struktur,
b) Belichten der ersten Seite des Substrates unter Verwendung einer einen Bereich der Spitze der Mesa-Struktur freilassenden Maske,
c) Entwickeln der belichteten Polymerschicht unter Freilegung der elektrisch leitfähigen Schicht im Bereich der Spitze der Mesa-Struktur,
d) Entfernen des an der Spitze der Mesa-Struktur freigelegten Bereiches der elektrisch leitfähigen Schicht.

16. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Spitze der Mesa-Struktur in die elektrisch leitfähige Schicht eine kleine Öffnung (Apertur) mittels eines fokussierten Atom- oder Ionenstrahls eingebracht wird.

17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Apertur in der elektrisch leitfähigen Schicht auf der Spitze der Mesa-Struktur mittels chemischer oder galvanischer Metallabscheidung verkleinert wird.