JP2009531840A - マイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板をコーティングするためのデバイスおよび方法、ならびにコーティングされた構造基板 - Google Patents

Abstract

本発明は、マイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板（８）をコーティングするためのデバイス（１）および方法に関する。本発明によれば、コーティングは真空チャンバ（３）内で進められる。真空チャンバ（３）内の圧力レベルを、コーティング物質が真空チャンバ（３）に供給される間にまたはその後に上昇させる。

Description

本発明は、マイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板をコーティングするためのデバイスおよび方法と、そのデバイスおよび／またはその方法によりコーティングされた構造基板とに関する。

ＭＥＭＳ（マイクロ電気機械システム）、ＭＯＥＭＳ（マイクロ光学電気機械システム）およびＮＥＭＳ（ナノ電気機械システム）は、構造基板の上に機械的および光学的素子、センサ、アクチュエータならびに電子回路を組み合わせたものである。さらに、ＭＥＭＳおよびＮＥＭＳは、光学的、化学的、および／または生物学的コンポーネントを含むことができる。通常は、ＭＥＭＳおよびＮＥＭＳを製造するために、好ましくは半導体材料および／または成形用プラスチックから作られる構造基板、特にウェーハ、の表面にコーティングを施すことが必要である。通常は、フォトレジストがこのために使用されて、さらなる方法ステップにおいてリソグラフィ構造を転写する。

このタイプのマイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板をコーティングすることは困難であることが、明らかになっている。比較的平坦な表面を有するウェーハが使用される半導体産業とは対照的に、ＭＥＭＳ／ＭＯＥＭＳおよびＮＥＭＳのマイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板は、比較的厚い構造基板である。これらの深さのある構造体は、ウェットエッチングまたはドライエッチング、エンボス加工あるいはモールディングを通して生成され、非常に様々な形状、非常に様々な深さおよび側面構成を有しうる。構造基板の構造は、頻繁に急傾斜の側面を有し、しばしば垂直な側壁を有することさえもある。現行では、典型的には、約３００μｍの深さと、約１００μｍの上方開口の幅または直径と、最大で７０°の側壁の傾斜角とを有する凹部を施されたピットおよび／またはホールが、均一にラッカー塗りされる。スピンラッカー（ｓｐｉｎ ｌａｃｑｕｒｉｎｇ）、フォトレジストフィルム塗布または浸漬ラッカー（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｌａｃｑｕｅｒｉｎｇ）などの表面コーティングのための半導体産業より知られる方法は、コーティング物質が凹部の底部にまで浸入しない場合があるので、適切ではない。現行では、典型的には、スプレー法によって構造基板をコーティングする。このために、微細なコーティング物質のミストが、標準大気圧下でアトマイザノズルを使用して構造基板表面に塗布され、このスプレーミストは、空気／酸素または窒素（Ｎ_２）を使用して偏向される。この場合、コーティング物質の液滴が、表面張力により凹部の狭い開口を閉鎖し、凹部の側壁および底部の全てを濡らさないという問題がしばしば生じる。さらに、パウダーコーティング法と同様に、静電帯電によって標準圧力で構造基板にスプレーミストを塗布することが知られている。しかし、この場合において必要とされる高電圧は、構造基板のセンシティブな構造体および／または回路を破壊することがある。

本発明は、使用することによって、コーティング物質による構造基板の構造表面の均一なコーティングが可能となる、マイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板をコーティングするためのデバイスおよび方法を提案するという目的に基づく。

この目的は、請求項１の特徴によるデバイスにより、および請求項９の特徴による方法により達成される。

本発明の有利な改良形態が、従属請求項において明示される。

本発明は、真空チャンバ内のキャリアユニット上に構造基板を置くという考えに基づく。コーティング物質は、真空チャンバを真空にする前に、および／またはその間に、および／またはその後に、真空チャンバ内に導入される。真空チャンバに部分真空を適用することによって、空気を表面構造部から、すなわち構造基板の凹部から吸引する。真空チャンバ内にコーティング物質を導入する間であっても、および／またはその後であっても、真空チャンバ内の圧力レベルを好ましくは急激に上昇させる。このようにして、コーティング物質は構造基板の凹部内に送られ／引き込まれ、これによって非常に深く狭い凹部でさえも均一にコーティングされる。好ましくは、フォトレジストがコーティング物質として使用される。しかし、表面活性剤、溶剤、接着促進剤または他の化学物質などの、他のコーティング物質で構造基板をコーティングすることも可能である。好ましくは種々のコーティング物質を使用して、連続的に複数回にわたり構造基板を処理するまたはコーティングすることが、本発明の範囲内に含まれる。

構造基板とは、例えばトポグラフィを有する基板を意味し、構造基板は、シリコンまたは半導体複合材料などの半導体材料から構成される。いくつかの適用例において、基板は、セラミック、ガラス、プラスチックまたはカーボンから作られてもよい。本発明は、開口の直径が凹部の深さよりも寸法において大きく下回る、ボイド（ビア）などの構造基板中の凹部について特に有利である。このような凹部の典型的な寸法は、開口直径３００μｍおよび深さ７００μｍから、直径５μｍおよび深さ１００μｍまでに及ぶ。凹部の側壁断面は、垂直下方に延在してよいが、それぞれ最大４５°まで内方にまたは外方に傾斜してもよい。したがって、凹部の典型的な直径と深さに対する比は、１：２から１：２０まで、より好ましくは１：４から１：２０まで、最も好ましくは１：８から１：２０までとなる。

真空チャンバ内にコーティング物質を導入するための様々な可能性が存在する。特に単純な一変形形態によれば、コーティング物質は、注入ラインを介して液体の状態で真空チャンバ内に導入される。しかし、例えば真空チャンバ内でコーティング物質を噴霧することが、均一なコーティングを達成するために一層有利である。このために、噴霧ノズル、アトマイザノズルおよび／または超音波アトマイザを使用することができる。コーティング物質のミストがより微細であるほど、得られるコーティングはより均一なものとなる。

真空チャンバ内の圧力レベルを上昇させる前に、特にキャリアユニットの加熱素子の補助により構造基板を加熱すると有利であることが明らかになっている。

コーティング物質が導入される前におよび／またはその間に、特にキャリアユニットの冷却素子を使用して構造基板が再び冷却される場合に、最適の結果が達成される。このようにして、構造基板の凹部内でのコーティング物質のミストの凝縮が後押しされる。加熱素子および／または冷却素子の補助により、種々の温度プロファイルおよび曲線を実施することができ、これによって、種々の構造基板またはコーティング物質に関してコーティングの結果に影響を与えることができる。

追加として、または代替として、構造基板の表面上におけるコーティング物質の最適な分布を確実にするために、コーティング物質が導入される間にまたはその後に、好ましくはキャリアユニットを使用して構造基板を回転状態に置くことが考えられる。このプロセスにおいて、噴霧ノズルまたは供給ラインが、構造基板に対して移動されてもよい。構造基板に対してらせん式にコーティング物質を塗布することが特に有利である。

好ましい一実施形態によれば、真空チャンバの真空化の後での圧力上昇が、コーティング物質の導入と同時に、および／またはコーティング物質の導入によって実施される。

この好ましい実施形態によれば、真空チャンバに加えて噴霧チャンバが提供され、これは、少なくとも１つの連結ラインを介して真空チャンバに連結される。コーティング物質を噴霧するために、アトマイザチャンバ内には、噴霧手段、特に少なくとも１つのノズルおよび／または他の適切な噴霧デバイスが提供される。噴霧手段の補助により、コーティング物質は噴霧チャンバ内で噴霧される。この場合、噴霧チャンバの圧力レベルは、真空にされた真空チャンバの圧力レベルより高い。噴霧チャンバ内での噴霧プロセスの間であっても、またはその後であっても、噴霧チャンバと真空チャンバとの間の少なくとも１つの連結ラインが開かれ、これによってコーティング物質のミストは過剰圧力で噴霧チャンバから真空チャンバ内へと急激に流れ、これによって、さらにコーティング物質のミストは構造基板の凹部内に送られ／引き込まれ、側壁および底部に均一に付着する。

コーティング物質またはコーティング物質のミストが真空チャンバ内に導入される前に噴霧チャンバ内で加熱される場合に、最適の結果が達成される。

少なくとも１つの連結ラインは、噴霧チャンバ内で所望のコーティング物質の濃度が実現された後にのみ開かれることが好ましい。好ましくは光学または化学センサを介して、噴霧チャンバ内のコーティング物質濃度をモニタすることが考えられる。しかし、簡単な一実施形態によれば、噴霧チャンバは、真空チャンバへの連結を行う前に、所定の時間間隔にわたってコーティング物質を充填することができる。

改良形態においては、噴霧チャンバは、変更可能な容積を有して実装される。噴霧チャンバは、折り畳み式ベローズ（ｆｏｌｄｅｄ ｂｅｌｌｏｗｓ）によって不動の噴霧チャンバに連結された床板を有することが好ましい。このようにして、噴霧チャンバの容積の変化によって、噴霧チャンバ内のコーティング物質のミストの濃度に影響を与え、噴霧チャンバ内の圧力レベルに影響を与えることが可能となる。

また、噴霧チャンバが、余剰のコーティング物質を排出することを可能にするための排液路を有すると有利である。

特に種々のコーティング物質を使用して、連続的に複数のコーティング処置を実施することが考えられる。

これらに応じて構造が設計されて、コーティング物質の導入は、周囲に対する圧力変化なしに特に大気圧で行うことが可能となり、導入は、特に液体ジェットとして液体の形態で行われ、コーティング物質は、少なくとも２５体積％の、特に少なくとも４０体積％の、好ましくは少なくとも６０体積％の、最も好ましくは少なくとも７０体積％の含有量の溶剤を有する。好ましくは、液体ジェットは、各凹部内に連続的に浸入することが可能となるように、構造基板に対して連続的に塗布されるべきである。これにより、凹部内にボイドスペースを全く形成しないことが達成される。好ましくは、コーティング物質は、凹部を完全に填塞するべきである。溶剤含有量が高く、溶剤は熱にさらされることによって後に気化するので、凹部表面および構造基板表面に最適で均質的なコーティングが達成される。

さらなる利点および適切な実施形態が、さらなる請求項、図面の説明および図面から推定することができる。

図面において、同一のコンポーネント、および同一の機能を有するコンポーネントは、同一の参照番号を有する。

図１は、ここではシリコンウェーハであるマイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板８をコーティングするためのデバイス１を示す。構造基板８は、図の平面において上方を向く面に凹部を有する構造を有し、ＭＥＭＳについては、この凹部は、約１００μｍから約４００μｍの深さを有する。ＭＥＭＳについては、これらの凹部の上方開口の幅または直径は、２００μｍから１００μｍの範囲内、またはそれ未満である。したがって、少なくともいくつかの凹部においては、開口はその深さをはるかに下回る寸法を有する。デバイス１を使用して、構造基板８の表面構造部を均一に、特に凹部の内部をコーティングすることが可能である。ＮＥＭＳについては、凹部は、例えば幅２０ｎｍおよび深さ４０ｎｍを有する。

構造基板８は、真空チャンバ３内のキャリアユニット９（チャック）上に固定される。真空溝１０が、キャリアユニット９上に構造基板８を固定するために形成される。真空溝１０に真空を適用することによって、構造基板８の底面が、キャリアユニット９の方向に吸引される。開閉可能なフラップ７が、真空チャンバ９に構造基板８を装填するために設けられる。フラップ７は、キャップとして設計されてもよい。

キャリアユニット９は、キャリアユニット９と、したがって構造基板８とを加熱および冷却するために、複合加熱−冷却素子１１を有する。複合加熱−冷却素子１１の補助により、非常に様々な温度プロファイルおよび／または曲線を実施することができる。

キャリアユニット９は、モータ１２を使用して構造基板８の固定面内で回転可能であり、これにより、仮にコーティング物質２４が霧化形態で塗布されないとしても、コーティング物質２４の均一な分布を達成することができる。

真空チャンバ３にコーティング物質を充填するために噴霧ノズル１４が提供されるが、任意のタイプのアトマイザノズルおよび／または供給ラインをノズルとして提供することが可能である。このノズルは、コーティングされる構造基板８の表面の真上に位置し、構造基板８上にコーティング物質２４を最適に分布させるためにキャリアユニット９の上方に好ましくは移動可能に／摺動可能に配設される。

真空チャンバ３に部分真空を適用するために、すなわち真空チャンバ３を真空にするために、真空チャンバ３は、真空ライン１３を介して真空システム（図示せず）に連結される。

さらに、それぞれが遮断弁６を有する２つの離間された連結ライン５が、真空チャンバ３の床中に設けられる。遮断弁６が開かれると、連結ライン５は、真空にされた真空チャンバ３の圧力レベル部より高い圧力レベル部に、好ましくは大気圧部に、または圧力手段が貯蔵する過圧部に、真空チャンバ３を連結する。

構造基板８は以下の方法でコーティングされる。

構造基板８が、ロボットを使用して、開かれたフラップ７を介してキャリア要素９上に置かれる。構造基板８が固定され、真空が真空溝１０に適用された後に、真空チャンバ３が、フラップ７を使用して閉じられる。遮断弁６もまた、この時に閉じられる。次に、噴霧ノズル１４によって、好ましくは表面活性剤、溶剤またはフォトレジストであるコーティング物質２４が、構造基板８にスプレーされる。使用されるコーティング物質２４は、構造基板８の表面の組成とピットまたはホールの構造とに応じてプロセス指定される。ここで、さらなる処置において、加熱−冷却素子１１を使用してキャリアユニット９を加熱することができる。キャリアユニット９と、したがって構造基板８との加熱の最中であっても、真空チャンバ３は、真空ライン１３を介して真空にされる。所定の時間の後で、キャリアユニット９は、加熱−冷却素子１１を使用して冷却される。その後、遮断弁６が開かれ、これによって、過圧が真空チャンバ３内へと急激に流れ、噴霧コーティング物質２４を構造基板８の凹部８ｖに押入し、したがって均一なコーティングを確実にする。

また、真空化の後またはその間であっても、その際にだけ、ノズル１４を介して真空チャンバ３にコーティング物質２４を充填することが実施可能／可能である。真空化後の充填は、コーティング物質２４が、充填の間に真空ライン１３を介して吸引されることがないという利点を有する。遮断弁６は、コーティング物質２４の充填の間にまたはその後に、既に開かれていてよい。遮断弁６を開く前に、プロセス指定の温度プロファイルを実施することができ、これによってコーティング物質２４の粘度および／または流動学的特性の変化が達成される。

図２に示される例示の実施形態では、真空チャンバ３に加えて噴霧チャンバ２が提供される。キャリアユニット９を有する真空チャンバ３の構造は、図１に示される構造に本質的に対応する。この実施形態では、図２に示される噴霧ノズル１４が省かれて、コーティング物質２４の充填が噴霧チャンバ２のみを介して実施されるようすることもできる。

間壁が真空チャンバ３の床と構造基板８との間に挿入され、それにより中間チャンバ４が形成され、中間チャンバ４内にはキャリアユニット９のモータ１２が置かれる。中間チャンバ４の圧力レベルは、真空チャンバ３の圧力レベルと一致する。中間チャンバ４は、大気圧で運転することもできる。次いで、モータ１２のシャフトが、真空チャンバ３と中間チャンバ４との間の変動領域内でシールされる。

図１における例示の実施形態とは対照的に、遮断弁６を有する連結ライン５は、真空チャンバ３をその環境に連結するのではなく、噴霧チャンバ２に連結する。

加熱素子１５が、噴霧チャンバ２の加熱を可能にするために、噴霧チャンバ２の上方の領域に配置される。周囲ステップ部１６が、加熱素子１５の下方に配置され、噴霧チャンバ２において径方向で内側に延在している。噴霧チャンバ２の床板１８は、外周閉塞された折り畳み式ベローズ１７によってステップ部１６に連結される。噴霧チャンバ２の容積は、アクチュエータ１９を介して縮小または拡大することができ、折り畳み式ベローズ１７が、この調節処置の際に折り畳まれまたは拡げられる。噴霧ノズル２０が、コーティング物質２４を噴霧チャンバ２に充填するために、床板１８中に配置される。好ましくはフォトレジスト、溶剤または他の化学物質であるコーティング物質２４を、可撓性連結ライン２１およびアダプタ２２を介して噴霧チャンバに供給することができる。噴霧ノズル２０は、コーティング物質２４を霧化するために使用され、これにより噴霧チャンバ２の容積部分は、コーティング物質のミストを充填可能となる。

さらに、開口が床板１８中に形成され、可撓性排液ライン２３に連結される。これにより、余剰液体、特に噴霧チャンバ２内に蓄積するコーティング物質２４を除去することができる。

図２に示されるデバイス１における構造基板８のコーティングは、以下の方法で実施される。

半導体基板あるいは成形プラスチックまたはガラス基板で作られた構造基板８、ここではシリコンから構成されたウェーハは、フラップ７を介してキャリアユニット９上に置かれ、真空溝１０を使用して固定される。ここで、任意に、ノズル１４により、好ましくはコーティング物質２４である化学物質を構造基板８にスプレーすることができる。構造基板８は、表面活性化物質、溶剤またはフォトレジストでスプレーされることが好ましい。任意のスプレー処置の後に、真空チャンバ３が真空にされる。構造基板８は、加熱−冷却素子１１を使用してまず加熱され、次いで、好ましくは真空チャンバ３にコーティング物質２４を充填する前に、再び冷却される。この間にまたは後に、好ましくは加熱素子１５によって加熱される噴霧チャンバ２は、噴霧ノズル２０によりコーティング物質のミストで充填される。噴霧チャンバ２内の圧力レベルは、大気圧と一致すると好ましいが、いかなる場合でも、真空にされた真空チャンバ３の圧力レベルよりも高い。コーティング物質２４を噴霧チャンバ２に十分に充填した後に（この濃度は、光学または化学センサ（図示せず）によってモニタされる）、連結ライン５の弁６が開けられ、これによって真空チャンバ３は、コーティング物質のミストで急激に満たされ、同時に圧力が加えられる。急激な圧力の上昇、特に真空から大気圧への上昇によって、ならびに場合によってはキャリアユニット９の種々の温度プロファイルおよび／または曲線によって、均質な保護層、好ましくはフォトレジスト層による、深さ約３００μｍおよび幅約１００μｍのキャビティ、ピットまたは、深さに比べて小さな開口を上部に有する他のトポグラフィ形状部の均一なライニングが得られる。

構造基板の表面の組成に応じて、真空にされた真空チャンバ３内での滞留時間の変化によって、及びフラッディング（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）プロファイル（液体またはミスト）によって、ならびにキャリアユニット９の種々の温度プロファイルと真空化および充填のサイクルの任意の反復とによって、構造基板８の全ての垂直な深い幾何学形状部上への正確に規定されたコーティング物質の堆積を達成することができる。堆積の均一化は、キャリアユニット９の回転によって達成される。また、起こりうる余剰液体は、捨てることができる。

図３から図７において、さらなる可能な一連のプロセスが図示される。図３に図示されたプロセスステップにおいて、図３による図画表示では図示されない（図１における真空ライン１３のような）真空ラインを介して、８００ｍｂａｒ未満の絶対圧、特に５００ｍｂａｒ未満、好ましくは１００から４００ｍｂａｒの絶対圧を有する真空が、真空ラインに連結される真空システムによって調節される。所定の圧力への真空の調節は、部分真空によってキャリアユニット９に取り付けられた構造基板８が、真空チャンバ３内に存在する絶対圧と比べてより低い部分真空によって、キャリアユニット９上に固定された状態を維持するという利点を有している。上述の絶対圧範囲のさらなる利点は、コーティング物質２４中に含まれる溶剤の気化率すなわち気化速度が速すぎず、抑制された安定的な方法で行われるという点である。

図４に図示されるプロセスステップにおいて、コーティング物質２４は、構造基板８に塗布されるか、または構造基板８上に分布される。分布は、例えば低回転速度、好ましくは８〜４０ｒｐｍの回転速度で構造基板８を回転させることによって行われる。構造基板８が回転する間、ノズル１４は、直線運動により、構造基板の表面に対して平行におよびノズル１４のアーム１４ａに沿って移動することが好ましく、コーティング物質２４は、同期する回転および往復運動によってらせん式に塗布されることが好ましい。ノズル１４より流出するコーティング物質の体積流量は、構造基板８の表面が可能な限り完全に、すなわち好ましくは連続的なコーティング物質層で濡らされるように、選択される。また、ノズル１４より流出する体積流量は、チャンバ３と図示されないコーティング物質リザーバとの間の差圧によって、または体積制御ポンプによって、調節することが可能である。真空チャンバ３内の真空は、真空チャンバ３内におよび構造基板８上にコーティング物質２４を引き込む。この時点で、コーティング物質２４は通常、コーティング物質２４の表面張力に起因して、構造基板８の凹部８ｖまたは構造基板８のトポグラフィ内に、完全には流入しない（まだ流入していない）。

また、代替的には、コーティング物質２４の構造基板８への塗布は、構造基板を回転させることなく、ノズル１４のアーム１４ａを移動させることのみによって実施することが可能である。さらなる代替案は、構造基板８の中央部の上方にノズル１４を配設することと、構造基板８を回転させることによって構造基板８上にコーティング物質２４を分布させることとからなる。また、ノズル１４から流出するコーティング物質体積の投与は、体積制御ポンプによって実施されて、したがってより正確に調節されてよい。

また、コーティング物質２４が、既に少なくとも部分的に構造基板８のトポグラフィまたは凹部８ｖ内に浸入していることも可能であり、これは、特にコーティング物質２４の表面張力と凹部８ｖの形状とにより左右される。

図４に図示され、まさに今述べられた分布ステップの完了後に、特に窒素および／または酸素および／または不活性ガスを少なくとも一部含む流体が、真空チャンバ３内に入れられる。好ましくは流体として空気が使用される。この流入は、圧力差により行われてよく、外部からの過剰圧力の適用も可能である。真空チャンバ３内の絶対圧の上昇により、構造基板８上にあるコーティング物質２４は、構造基板８の凹部８ｖまたはトポグラフィ内に圧入され、好ましくは完全に、凹部８ｖまたはトポグラフィを填塞する。これは、図５中の矢印によって概略的に示される。

次のステップにおいて、構造基板８は、真空チャンバ３より取り出され、加熱板１１の上方に配置される。構造基板８が加熱板１１に近づく間に（好ましくはこれは、ゆっくりと、規定の速度で行われる）、構造基板８と、凹部８ｖ内に位置するコーティング物質２４と、構造基板８上に位置するコーティング物質２４とは、規定の態様で既に加熱され、これによって、気化されるべきコーティング物質２４の溶剤および含有物質が、可能な限りゆっくりとおよび規定の通りに気化される。コーティング物質２４中における溶剤の比較的高い含有率に起因して、コーティング物質の体積は著しく低減し、構造基板８のトポグラフィまたは表面、および凹部８ｖの表面の上に均質に分布された図７に図示されるコーティング２４が残る。

典型的な加熱パラメータは、例えば７０℃を、加熱板１１から５ｍｍの距離で、１〜１０分間、その後、この加熱板から０〜３ｍｍの距離で、１〜１０分間である。

上述のコーティングシステムにおいて使用される典型的なコーティング物質２４は、ポジ型およびネガ型フォトレジスト、ＢＣＢおよびポリイミドなどの誘電体材料、保護コーティングである。通常は、コーティング物質は、コーティングに先立ち希釈され、希釈は以下の希釈剤、すなわちアセトン、ＰＧＭＥＡ、ＭＥＫ、ＮＭＰ、ＩＰＡまたはメシチレン、あるいはそれらの任意の組合せを使用して行われる。

加熱板１１に構造基板８を規定にしたがってゆっくりと近づける代わりに、構造基板８を、加熱板１１上に直接配置する、および／または種々の加熱板によって規定の態様で連続的に加熱することも可能である。

また、述べられた個々のプロセスステップおよび／またはデバイス特徴の組合せが考えられる。

コーティング物質を真空チャンバ内で直接的に噴霧させて、マイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板をコーティングするためのデバイスの第１の例示の実施形態を示す図である。 開閉可能な連結ラインを介して真空チャンバに連結される噴霧チャンバを有する、本発明によるデバイスの第２の例示の実施形態を示す図である。 （部分真空を適用する）プロセスステップ１における、本発明によるデバイスを示す図である。 （コーティング物質を塗布する）プロセスステップ２における、本発明によるデバイスを示す図である。 （圧力レベルを上昇させる）プロセスステップ３における、本発明によるデバイスを示す図である。 特に構造基板を加熱するさらなるプロセスステップを示す図である。 構造基板中の凹部の一部が拡大表示され、図６で図示された段階と比べてさらに進行した段階における加熱のプロセスステップを示す図である。

符号の説明

１ デバイス
２ 噴霧チャンバ
３ 真空チャンバ
４ 中間チャンバ
５ 連結ライン
６ 遮断弁
７ フラップ
８ 構造基板
８ｖ 凹部（バイア）
９ キャリアユニット
１０ 真空溝
１１ 加熱−冷却素子
１２ モータ
１３ 真空ライン
１４ （噴霧）ノズル
１４ａ アーム
１５ 加熱素子
１６ ステップ部
１７ 折り畳み式ベローズ
１８ 床板
１９ アクチュエータ
２０ 噴霧ノズル
２１ 可撓性連結ライン
２２ 連結具
２３ 可撓性排液ライン
２４ コーティング物質

Claims (26)

1. 構造基板（８）のための真空チャンバ（３）内に配置されたキャリアユニット（９）を有し、コーティング物質リザーバから前記真空チャンバ（３）内にコーティング物質を導入するための導入手段（１４、５）を有し、前記真空チャンバ（３）内の圧力レベルを変更するための手段（５、６、２）を有するマイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板（８）をコーティングするためのデバイスにおいて、前記コーティング物質は、前記真空チャンバ（３）と前記コーティング物質リザーバとの間の圧力差を調節することによって導入することが可能であることを特徴とするデバイス。
2. 前記導入手段（１４）は、注入ラインおよび／または噴霧ノズルおよび／またはアトマイザノズルおよび／または超音波アトマイザとして実装されることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記キャリアユニット（９）は、前記構造基板（８）を加熱および／または冷却するための加熱および／または冷却素子（１１）を有することを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載のデバイス。
4. 前記構造基板（８）は、前記キャリアユニット（９）を使用して回転可能であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のデバイス。
5. 前記コーティング物質を噴霧するための噴霧手段（２０）を有しており、遮断弁（６）を有する少なくとも１つの連結ライン（５）により前記真空チャンバ（３）に連結された噴霧チャンバ（２）が、連結導入および圧力変更手段として提供されることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のデバイス。
6. 少なくとも１つの加熱素子（１５）が、前記噴霧チャンバ（２）を加熱するために提供されたことを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
7. 前記噴霧チャンバ（２）は、容積変更可能なものとして実装されたことを特徴とする、請求項５または６のいずれか一項に記載のデバイス。
8. 少なくとも１つのセンサが、前記コーティング物質の濃度を検知するために前記噴霧チャンバ（２）の内部に提供されたことを特徴とする、請求項５ないし７のいずれか一項に記載のデバイス。
9. 特に請求項１ないし８のいずれか一項に記載のデバイス（１）を使用して、マイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板（８）をコーティングするための方法であって、
   構造基板（８）を真空チャンバ（３）に装填するステップと、
   前記真空チャンバ（３）を真空にするステップと、
   前記真空チャンバ（３）が真空にされる前に、および／またはその間に、および／またはその後に、前記真空チャンバ（３）とコーティング物質リザーバとの間の圧力差によって、前記コーティング物質リザーバから前記真空チャンバ（３）内にコーティング物質を導入するステップと、
   前記コーティング物質が導入される間に、および／またはその後に、前記真空チャンバ（３）内の圧力を上昇させるステップと
   を含む方法。
10. 特に前記真空チャンバ（３）の真空化の後に、前記コーティング物質は、前記真空チャンバ内に液体の形態で導入される、および／または前記真空チャンバ（３）内で噴霧されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 前記構造基板（８）は、好ましくは所定の時間間隔にわたって前記真空チャンバ（３）内で加熱されることを特徴とする、請求項９または１０の一項に記載の方法。
12. 前記構造基板（８）は、特に前記構造基板（８）を加熱した後に、好ましくは前記コーティング物質が導入される前に冷却されることを特徴とする、請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記コーティング物質は、噴霧チャンバ（２）内で噴霧され、前記コーティング物質は、好ましくは前記噴霧チャンバ（２）内で所望のコーティング物質の濃度に達した後に、前記噴霧チャンバ（２）と前記真空チャンバ（３）との間の少なくとも１つの遮断弁（６）および少なくとも１つの連結ライン（５）を開くことによって、前記真空チャンバ（３）内に導入されることを特徴とする、請求項９ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記遮断弁（６）が開かれる前の前記噴霧チャンバ（２）内の圧力レベルが、前記真空にされた真空チャンバ（３）の圧力レベルよりも高く、好ましくは前記噴霧チャンバ（２）内の圧力レベルは、大気圧に一致することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 前記噴霧チャンバ（２）は、前記コーティング物質が噴霧される前に、および／またはその間に加熱されることを特徴とする、請求項１３または１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 約１０ｎｍから約４００μｍの深さを有する凹部（８ｖ）、好ましくはピットまたはホールを有しており、半導体基板、またはエンボス加工されるかもしくは成形されたプラスチック材料、またはガラスの基板、好ましくはウェーハから作られた構成基板（８）が使用されることを特徴とする、請求項９ないし１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記凹部（８ｖ）の幅または直径がその深さ未満であることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
18. 前記コーティング物質として、フォトレジストおよび／または表面活性剤および／または溶剤および／または接着促進剤が使用されることを特徴とする、請求項９ないし１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記真空チャンバ（３）に前記構造基板（８）を装填した後の方法ステップが、好ましくは種々のコーティング物質を使用して複数回反復されることを特徴とする、請求項９ないし１８のいずれか一項に記載の方法。
20. マイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板（８）をコーティング物質でコーティングするための請求項１ないし８のいずれか一項に記載のデバイスの使用。
21. 請求項９ないし１９のいずれか一項に記載の方法によりコーティングが塗布されたマイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板。
22. 請求項１ないし８のいずれか一項に記載のデバイスによりコーティングが塗布されたマイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板。
23. 前記凹部（８ｖ）の開口直径と前記凹部（８ｖ）の深さに対する比が１：２と１：２０との間、好ましくは１：４と１：２０との間である前記凹部（８ｖ）は、コーティング物質（２４）でほぼ均一な層厚に均質にコーティングされた請求項２１ないし２２のいずれか一項に記載の構造基板（８）。
24. チャンバ内に配置される構造基板（８）用のキャリアユニット（９）を有し、及び好ましくは液体ジェットとして液体の形態で、少なくとも２５体積％の、特に少なくとも４０体積％の、好ましくは少なくとも６０体積％の、最も好ましくは少なくとも７０体積％の含有量の溶剤を有するコーティング物質（２４）をコーティング物質リザーバから前記チャンバ内に導入するための導入手段（１４、５）を有し、及び前記真空チャンバ（３）内の圧力レベルを変更するための手段（５、６、２）を有するマイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板（８）をコーティングするためのデバイスにおいて、前記コーティング物質は、前記真空チャンバ（３）と前記コーティング物質リザーバとの間の圧力差を調節することによって導入することが可能であることを特徴とするデバイス。
25. 特に請求項２４に記載のデバイス（１）によってマイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板（８）をコーティングするための方法であって、
    前記構造基板（８）をチャンバに装填するステップと、
    前記真空チャンバ（３）と前記コーティング物質リザーバとの間の圧力差によって、少なくとも２５体積％の、特に少なくとも４０体積％の、好ましくは少なくとも６０体積％の、最も好ましくは少なくとも７０体積％の含有量の溶剤を有する、前記コーティング物質リザーバからのコーティング物質（２４）を、好ましくは液体ジェットとして液体の形態で前記チャンバ内に導入するステップと
    を含む方法。
26. 特に好ましくは液体ジェットとして液体の形態でコーティング物質（２４）を塗布することによって、マイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板（８）をコーティングするために、少なくとも６０体積％の、特に少なくとも７０体積％の含有量の溶剤を有する前記コーティング物質（２４）の使用。

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