[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2004032228A2 - Substrate with a planar surface section, method for the production of a material film on the surface section of the substrate and use of said substrate - Google Patents

Substrate with a planar surface section, method for the production of a material film on the surface section of the substrate and use of said substrate Download PDF

Info

Publication number
WO2004032228A2
WO2004032228A2 PCT/EP2003/010809 EP0310809W WO2004032228A2 WO 2004032228 A2 WO2004032228 A2 WO 2004032228A2 EP 0310809 W EP0310809 W EP 0310809W WO 2004032228 A2 WO2004032228 A2 WO 2004032228A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
film
liquid
surface section
recess
Prior art date
Application number
PCT/EP2003/010809
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2004032228A3 (en
Inventor
Wolfgang Rossner
Berit Wessler
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to AU2003271657A priority Critical patent/AU2003271657A1/en
Publication of WO2004032228A2 publication Critical patent/WO2004032228A2/en
Publication of WO2004032228A3 publication Critical patent/WO2004032228A3/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5088—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above confining liquids at a location by surface tension, e.g. virtual wells on plates, wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00436—Maskless processes
    • B01J2219/00443—Thin film deposition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00497—Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00527—Sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718—Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072—Organic compounds
    • B01J2219/00722—Nucleotides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718—Type of compounds synthesised
    • B01J2219/00745—Inorganic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718—Type of compounds synthesised
    • B01J2219/00756—Compositions, e.g. coatings, crystals, formulations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/12—Specific details about manufacturing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/069—Absorbents; Gels to retain a fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/16—Surface properties and coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B40/00—Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
    • C40B40/04—Libraries containing only organic compounds
    • C40B40/14—Libraries containing macromolecular compounds and not covered by groups C40B40/06 - C40B40/12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B40/00—Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
    • C40B40/18—Libraries containing only inorganic compounds or inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B60/00—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries
    • C40B60/14—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries for creating libraries

Definitions

  • the invention relates to a substrate with at least one flat surface section for forming a liquid film on the surface section.
  • a method for producing a material film with a material on a surface section of the substrate and a use of the substrate are specified.
  • the substrate is a silicon wafer with a substrate diameter of approximately 50.8 mm (two inches).
  • the silicon wafer has two planar main surfaces that face away from one another.
  • One of the main surfaces is coated with a layer sequence of silicon dioxide, titanium and platinum. This main area is divided radially into eight sector areas with the help of approximately 2 mm wide strips.
  • the sector surfaces form flat surface sections of the substrate.
  • a material film made of different ceramic materials is formed on the platinum layer of each of the surface sections.
  • the ceramic materials are lead zirconate titanates (PZT) with different proportions of titanium and zircon.
  • the material films are produced by applying solutions to the surface section (Chemical Solution Deposition, CSD).
  • CSD Chemical Solution Deposition
  • a liquid film is made from an alcoholic solution with several precursors of the lead zirconate titanates on the surface sections educated.
  • a so-called spin coating process is carried out to form the liquid films.
  • a liquid in the form of a sol gel is applied to the surface sections with the preliminary stages of the respective ceramic material.
  • the precursors are lead acetate, zirconium propylate and titanium isopropylate.
  • Sol gels with different proportions of zirconium propylate and titanium isopropylate are applied to the surface sections.
  • the silicon wafer is rotated about a central axis perpendicular to the main surfaces. Excess liquid is thrown outwards from the surface sections. The result is a thin film of liquid on the surface sections.
  • the liquid films are converted into the corresponding material films from the various lead zirconate titanates by joint temperature treatment.
  • the temperature treatment comprises pyrolysis of the precursors at 500 ° C and subsequent calcination at 700 ° C in the presence of oxygen.
  • the result is a material library with eight material films made of lead zirconate titanates of different compositions.
  • the substrate is suitable for use in combinatorial chemistry.
  • the substrate is suitable for use in combinatorial chemistry.
  • Sol gels applied to the surface sections The material films of the material library obtained after the temperature treatment are analyzed with the aid of an analysis robot. For example, the permittivity of the lead zirconate titanates of the material films is to be determined. For this purpose, an electrode made of platinum with an electrode diameter of approximately 0.5 mm is applied to each of the material films produced on the surface sections.
  • the permittivity of the lead zirconate titanates can be determined simply and quickly by automatic electrical control of the electrode layer, the coating of the surface sections and the electrode on the material films. Due to the radial division of the silicon wafer into eight sector areas with the help of relatively wide strips, the space of the silicon wafer is insufficiently used. Only eight chemically different materials can be applied per silicon wafer. In addition, the centrifugal process can produce a liquid film with an uneven thickness and thus also a material film with poor quality.
  • the object of the invention is to show how, in comparison with the known prior art, a substrate can be produced with the aid of liquids with the aid of liquids, significantly more material films of high quality.
  • a substrate with at least one flat surface section for forming a liquid film on the surface section is specified.
  • the substrate is characterized in that at least one recess of the substrate adjoins the flat surface section in such a way that an excess liquid can flow into the recess with regard to the formation of the liquid film.
  • a method for producing a material film with a material on a surface section of a substrate is also specified with the following method steps: a) forming a liquid film with the material and / or with a precursor of the material on the surface section and b) converting of the liquid film with the material and / or with the precursor of the material in the material film.
  • the recess is a depression or a trench on a surface of the substrate.
  • the depression can also be a through hole through the substrate in the thickness direction.
  • the recess in the substrate is designed in such a way that excess liquid flows off automatically. This means that by applying liquid to the Surface section initially forms a continuous (primary) liquid film (as deposited), which captures both the surface section and the adjacent surface of the substrate in the region of the recess. Excess liquid flows off over this continuous liquid film formed by the application of the liquid until this liquid film "tears off” or the flow is otherwise stopped (for example by quickly removing the solvent by applying a vacuum).
  • this liquid film is controlled, for example, by a viscosity of the liquid, by a wettability of the surface section with the liquid and by a wettability of the surface of the substrate in the region of the recess with the liquid.
  • the surface section is polished and the surface of the substrate is roughened in the region of the recess.
  • a capillary force occurs in the region of the recess that the outflow of the liquid from the surface section is favored.
  • Thicknesses of less than 1 ⁇ m in the nm range are even possible.
  • the entire liquid film is very homogeneous in terms of its thickness. The reason for this is the drainage of the liquid.
  • the thickness of the liquid film is almost the same over the entire area of the liquid film.
  • the thin liquid film can be converted into a homogeneous material film with an appropriate film thickness. If the liquid film were not so thin and not so homogeneous, the probability would be relatively high that an inhomogeneous material film is obtained from the liquid film.
  • An inhomogeneous material film is characterized, for example, by a porosity which is distributed unevenly over the film.
  • the outflow follows automatically, while in the spin coating process the outflow is actively influenced by rotating the substrate.
  • the recess can be arranged within the surface section. In particular, however, the recess surrounds the surface section.
  • the recess can be an open ring.
  • the recess is preferably a closed ring. The closed ring makes it possible to apply a liquid to the surface section without the liquid being distributed over large parts of the surface of the substrate. In particular, the liquids that are applied to a plurality of surface sections of the surface of the substrate are prevented from mixing.
  • the ring can have any shape.
  • the ring has a circular, oval and / or polygonal ring shape from the group.
  • the ring shape is square or hexagonal.
  • the recess has a depth selected from the range from 1 ⁇ m up to and including 500 ⁇ m. The depth results from the height difference (along the layer thickness of the substrate) between the surface section of the substrate and the surface of the substrate in the region of the recess. The depth of the recess is selected so that a liquid film can form when the liquid is applied and that the excess liquid can be absorbed in the recess.
  • the recess has a depth selected from the range from 1 ⁇ m up to and including 500 ⁇ m. The depth results from the height difference (along the layer thickness of the substrate) between the surface section of the substrate and the surface of the substrate in the region of the recess.
  • the depth of the recess is selected so that a liquid film can form when the liquid is applied and that the excess liquid can be absorbed in the recess.
  • a recess with a constantly increasing depth is particularly favorable.
  • the depth of the recess increases continuously.
  • a recess with an abruptly changing depth consists, for example, of two rings arranged one inside the other and adjacent to one another, each with a different depth.
  • the recess consists of two rings.
  • An inner ring that borders directly on the flat surface section has, for example, a relatively small depth of 5 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • An outer ring that is adjacent to the inner ring has a depth of 50 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • a depth profile of such a recess has one step.
  • the height of the step is preferably selected such that the liquid film formed immediately after the liquid is applied does not tear off prematurely, so that excess liquid can flow off into the deeper region of the recess. It is also conceivable that there is at least one channel in the step for draining the liquid into the lower region of the recess.
  • the recess has a dimension selected from the range of 0.1 mm to 10 mm inclusive and arranged transversely to the depth.
  • the dimension is, for example, a ring width of a ring forming the recess.
  • the ring width is 0.1 mm, for example.
  • the dimension can also be a ring diameter of the ring.
  • the ring diameter is 10 mm, for example.
  • the surface section enclosed by the 0.1 mm wide ring has a surface diameter of 8 mm.
  • the substrate can be made of any material.
  • the substrate consists of a polymer.
  • the substrate is in particular from the group of single crystals or polycrystalline substrate selected.
  • Any substrate made of a ceramic (ceramic material) and / or a metal can be used as the polycrystalline substrate.
  • the substrate consists of a sapphire (A1 2 0 3 ).
  • a silicon wafer is particularly conceivable as a single-crystal or polycrystalline substrate.
  • the substrate has elemental silicon.
  • the flat surface section has a coating on which the liquid film can be formed.
  • the coating can perform various functions.
  • the coating influences the wettability of the surface section with the liquid.
  • the surface section can be polar and non-polar.
  • a silicon dioxide coating automatically forms on a substrate made of silicon. This coating is relatively polar, so that polar liquids such as alcohols wet the surface section well.
  • the coating can also be used to analyze the material films produced from the liquid films.
  • the coating can be a platinum layer.
  • the coating consists of elemental platinum.
  • the platinum layer is electrically conductive. An electrical or dielectric property of the material film produced on the platinum layer can be examined by electrically controlling the platinum layer.
  • the substrate is used to produce a material film on the surface section.
  • a substrate is accessible in which a material film with a material is formed on the surface section.
  • a liquid film is formed on the surface portion.
  • a certain volume of the liquid is applied (piped) to the surface section, the excess liquid with a view to the formation of the liquid film into the recess of the
  • the determined volume of the liquid is selected from the range from 0.1 ⁇ l up to and including 10 ⁇ l.
  • the volume is preferably selected from the range from 0.5 ⁇ l to 5 ⁇ l.
  • a volume of 1 ⁇ m is applied to a surface section with a surface diameter of 8 mm. Due to the excess liquid flowing off, in particular a material film with a film thickness selected from the range from 0.05 ⁇ m to 2.0 ⁇ m inclusive is accessible. Due to the small thickness of the liquid film formed, the material film made from it is characterized by high quality.
  • the quality relates, for example, to a homogeneity of the composition of the material film or an approximately equal film thickness over the entire area of the material film.
  • a severe shrinkage can occur due to a temperature treatment of the liquid film. With a thick liquid film, this would lead to an inhomogeneous material film.
  • a thin liquid film results in a homogeneous material film despite strong shrinkage.
  • the material film can consist of any material.
  • the material of the material film is selected at least from the group of polymeric material and / or ceramic material.
  • the polymeric material is any inorganic, organic or organometallic polymer. Any oxide, sulfide and the like can be used as the ceramic material. A composite of polymer and ceramic is also conceivable.
  • the liquid can be a liquid substance or a liquid substance mixture.
  • the liquid can also be a solution of solvent and one or more substances dissolved therein.
  • a liquid film with a sol gel is applied with the material and / or with a precursor of the material.
  • a temperature treatment is performed to convert the liquid film, thereby forming the material film.
  • the temperature treatment removes only solvents from the liquid film, for example.
  • the heat treatment can also lead to ner chemical reaction, in the course of which the material film is formed.
  • a liquid film with a sol-gel with the ceramic material and / or with a preliminary stage of the ceramic material is used in particular.
  • the material film is formed with the ceramic material.
  • the temperature treatment leads, for example, to the pyrolysis of organic precursors of the ceramic material.
  • the temperature treatment also includes calcining and / or sintering the ceramic material.
  • a material film with a polymeric material in particular a liquid film with at least one monomer and / or with at least one oligomer is applied.
  • the monomer and / or the oligomer is then crosslinked to form the material film with the polymeric material.
  • Several types of monomers can be applied, the crosslinking resulting in a copolymer.
  • a sol gel of the monomers and / or the oligomers can be applied to the surface section.
  • the crosslinking can be thermally induced. Photo-induced crosslinking of the monomers and / or the oligomers is also conceivable.
  • the formation of the liquid film and the conversion of the liquid film into the material film are carried out repeatedly in a further embodiment. In this way, a material film with a film thickness in the range of 0.5 ⁇ m to 2.0 ⁇ m can be produced.
  • many flat surface sections are arranged on a surface of the substrate.
  • Each of the flat surface sections is preferably surrounded by a recess in the form of a closed ring.
  • the recesses ensure that different liquids that are applied to the surface sections of the substrate do not mix.
  • the surface sections can be arranged as desired on a surface of the substrate.
  • the flat surface sections are arranged in a matrix.
  • 81 surface sections in the form of a 9 x 9 matrix with nine rows and nine columns are arranged on a substrate with a substrate diameter of approximately 152.4 mm (6 inches).
  • the recesses enable a relatively high density of surface sections on the substrate.
  • the substrate has a density of up to one surface section per cm 2 .
  • a density of up to five surface sections per cm 2 is also conceivable.
  • 255 surface sections are arranged on a round substrate with a substrate diameter of 152.4 mm.
  • at least one common recess can adjoin at least two flat surface sections. Adjacent surface sections are separated from one another by a common recess.
  • a substrate with a material library can be produced with the aid of the method.
  • the result is a substrate with many flat surface sections forming a material library with many material films.
  • the substrate is used in combinatorial chemistry, material films being produced and analyzed on a large number of surface sections.
  • a piping robot is used for generation and an analysis robot for analysis.
  • Figure la shows a section of a substrate in cross section.
  • Figure lb shows a part of the section of the substrate.
  • Figures lc and ld show sections of further embodiments of the substrate in cross section.
  • Figure 2 shows a substrate with many surface sections with material films from above.
  • FIG. 3 shows a method for producing a material film.
  • the substrate 1 is a silicon wafer with a substrate diameter 11 of approximately 152.4 mm.
  • a matrix 5 composed of 9 ⁇ 9 surface sections 2 is arranged on the surface 22 of the substrate 1.
  • Each of the surface sections is round and has a surface diameter 21 of approximately 8 mm.
  • the substrate 1 has a material library 6.
  • a material film 4 made of different ceramic material is formed on each of the surface sections 2 of the substrate.
  • a recess 3 adjoins each of the surface sections 2.
  • the recess 3 has an abruptly changing depth.
  • the recess 3 consists of two round, closed rings 31 and 32 ( Figures la and lb).
  • An inner ring 31 borders directly on the surface section 2.
  • the inner ring has a depth 311 of 15 ⁇ m and a ring width 312 of 1.5 mm.
  • An outer ring 32 of the recess surrounds the inner ring.
  • the depth 321 of the outer ring is 150 ⁇ m with a ring width 32 of approximately 0.5 mm.
  • the recess 3 does not increase suddenly, but steadily with increasing distance from the surface section 21.
  • the recess 3 increases with increasing distance from the surface section 21 and opens into a recess with a constant depth.
  • a liquid film is formed from a sol gel with a plurality of precursors of the ceramic material on each of the surface sections 2
  • the sol gels are applied with a volume of approximately 1 ⁇ l to the respective surface section 2. Excess liquid flows from the surface section 2 into the corresponding recesses 3. The sol gels are subsequently subjected to a temperature treatment, the
  • Liquid films are transferred into the material film 4 (FIGS. 3, 302).
  • the material library 6 is formed on the substrate 1.
  • a photosensitive layer is laminated onto the silicon wafer.
  • This photosensitive layer is structured photolithographically and subsequently developed.
  • the depths 311 and 321 of the recess are generated in the undeveloped regions of the layer by means of beam chips.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

The invention relates to a substrate provided with at least one planar surface section in order to form a liquid film on said surface section. The substrate is characterized in that at least one recess of the substrate is adjacent to the planar surface section such that excess liquid in relation to the formation of said liquid film can run off into said recess. The invention also relates to a method for the production of a material film with the aid of said material on a surface section of the substrate, comprising the following steps: a) formation of a liquid film with said material and/or with a precursor of the material on the surface section and b) transformation of the liquid film with the material and/or with the precursor of the material into a material film. The substrate is used in combinatory chemistry. Thin, homogeneous material films (material library) are produced on many surface sections of a substrate and are analyzed. Liquid precursors or solutions of precursors of the material films can be used to produce said material films. High-density material films per surface unit can be produced because of said recesses.

Description

Beschreibungdescription
Stibstrat mit einem planen Oberflächenabschnitt, Verfahren zum Herstellen eines Materialfilms auf dem Oberflächenabschnitt des Substrats und Verwendung des SubstratsStibstrat with a planar surface section, method for producing a material film on the surface section of the substrate and use of the substrate
Die Erfindung betrifft ein Substrat mit mindestens einem planen Oberflächenabschnitt zur Bildung eines Flüssigkeitsfilms auf dem Oberflächenabschnitt. Daneben wird ein Verfahren zum Herstellen eines Materialfilms mit einem Material auf einem Oberflächenabschnitt des Substrats und eine Verwendung des Substrats angegeben.The invention relates to a substrate with at least one flat surface section for forming a liquid film on the surface section. In addition, a method for producing a material film with a material on a surface section of the substrate and a use of the substrate are specified.
Ein derartiges Substrat, ein derartiges Verfahren und eine derartige Verwendung sind aus H. Funakubo et al., Combinato- rial Approach for Ferroelectric Thin Film Using Solution Ba- sed Process, Proceedings SPIE, Vol. 4281 (2001), Seiten 77 bis 86 bekannt. Das Substrat ist ein Silizium-Wafer mit einer Substratdurchmesser von ca. 50,8 mm (zwei Zoll). Der Silizi- um-Wafer weist zwei voneinander abgekehrte, plane Hauptflächen auf. Eine der Hauptflächen ist mit einer Beschichtung mit der Schichtfolge Siliziumdioxid, Titan und Platin versehen. Diese Hauptfläche ist mit Hilfe von etwa 2 mm breiten Streifen radial in acht Sektorflächen unterteilt. Die Sektor- flächen bilden plane Oberflächenabschnitte des Substrats. Auf der Platinschicht jeder der Oberflächenabschnitte wird jeweils ein Materialfilm aus unterschiedlichen keramischen Werkstoffen gebildet. Die keramischen Werkstoffe sind Blei- zirkonattitanate (PZT) mit unterschiedlichen Anteilen an Ti- tan und Zirkon.Such a substrate, such a method and such a use are known from H. Funakubo et al., Combinatorial Approach for Ferroelectric Thin Film Using Solution Based Process, Proceedings SPIE, Vol. 4281 (2001), pages 77 to 86 , The substrate is a silicon wafer with a substrate diameter of approximately 50.8 mm (two inches). The silicon wafer has two planar main surfaces that face away from one another. One of the main surfaces is coated with a layer sequence of silicon dioxide, titanium and platinum. This main area is divided radially into eight sector areas with the help of approximately 2 mm wide strips. The sector surfaces form flat surface sections of the substrate. A material film made of different ceramic materials is formed on the platinum layer of each of the surface sections. The ceramic materials are lead zirconate titanates (PZT) with different proportions of titanium and zircon.
Das Herstellen der Materialfilme erfolgt über das Auftragen von Lösungen auf dem Oberflächenabschnitten (Chemical Solution Deposition, CSD) . Zum Herstellen der Materialfilme aus den verschiedenen Bleizirkonattitanaten wird auf den Oberflächenabschnitten jeweils ein Flüssigkeitsfilm aus einer alkoholischen Lösung mit mehreren Vorstufen der Bleizirkonattitanate gebildet. Zum Bilden der Flüssigkeitsfilme wird ein sogenannter Spin-Coating-Prozess (Schleuderverfahren) durchgeführt. Dazu wird auf den Oberflächenabschnitten jeweils eine Flüssigkeit in Form eines Sol-Gels mit den Vorstufen des jeweili- gen keramischen Werkstoffs aufgetragen. Die Vorstufen sind Bleiacetat, Zirkoniumpropylat und Titanisopropylat . Auf den Oberflächenabschnitten werden Sol-Gele mit unterschiedlichen Anteilen an Zirkoniumpropylat und Titanisopropylat aufgetragen. Nach dem Auftragen wird der Silizium-Wafer um eine zu den Hauptflächen senkrechte Mittelachse gedreht. Dabei wird überschüssige Flüssigkeit von den Oberflächenabschnitten nach Außen weggeschleudert. Es resultiert auf den Oberflächenabschnitten jeweils ein dünner Flüssigkeitsfilm. Im weiteren Verlauf werden die Flüssigkeitsfilme durch gemeinsame Tempe- raturbehandlung in die entsprechenden Materialfilme aus den verschiedenen Bleizirkonattitanaten umgewandelt. Die Temperaturbehandlung umfasst dabei eine Pyrolyse der Vorstufen bei 500° C und ein nachfolgendes Kalzinieren bei 700° C in Gegenwart von Sauerstoff. Es resultiert eine Materialbibliothek mit acht Materialfilmen aus Bleizirkonattitanaten unterschiedlicher Zusammensetzung.The material films are produced by applying solutions to the surface section (Chemical Solution Deposition, CSD). In order to produce the material films from the various lead zirconate titanates, a liquid film is made from an alcoholic solution with several precursors of the lead zirconate titanates on the surface sections educated. A so-called spin coating process is carried out to form the liquid films. For this purpose, a liquid in the form of a sol gel is applied to the surface sections with the preliminary stages of the respective ceramic material. The precursors are lead acetate, zirconium propylate and titanium isopropylate. Sol gels with different proportions of zirconium propylate and titanium isopropylate are applied to the surface sections. After the application, the silicon wafer is rotated about a central axis perpendicular to the main surfaces. Excess liquid is thrown outwards from the surface sections. The result is a thin film of liquid on the surface sections. In the further course, the liquid films are converted into the corresponding material films from the various lead zirconate titanates by joint temperature treatment. The temperature treatment comprises pyrolysis of the precursors at 500 ° C and subsequent calcination at 700 ° C in the presence of oxygen. The result is a material library with eight material films made of lead zirconate titanates of different compositions.
Aufgrund der getrennten Oberflächenabschnitte des Substrats eignet sich das Substrat zur Verwendung in der kombinatori- sehen Chemie. Mit Hilfe eines Pipetier-Roboters werden dieBecause of the separate surface sections of the substrate, the substrate is suitable for use in combinatorial chemistry. With the help of a pipetting robot, the
Sol-Gele auf den Oberflächenabschnitten aufgetragen. Eine A- nalyse der Materialfilme der nach der Temperaturbehandlung erhaltenen Materialbibliothek erfolgt mit Hilfe eines Analyse-Roboters. Beispielsweise soll die Permittivität der Blei- zirkonattitanate der Materialfilme bestimmt werden. Dazu wird auf jedem der auf den Oberflächenabschnitten hergestellten Materialfilme eine Elektrode aus Platin mit einem Elektrodendurchmesser von etwa 0,5 mm aufgetragen. Durch automatische elektrische Ansteuerung der Elektrodenschicht der Beschich- tung der Oberflächenabschnitte und der Elektrode auf den Materialfilmen kann die Permittivität der Bleizirkonattitanate einfach und schnell bestimmt werden. Durch die radial Unterteilung des Silizium-Wafers in acht Sektorflächen mit Hilfe relativ breiter Streifen wird der Platz des Silizium-Wafers ungenügend ausgenutzt. Pro Silizi- um-Wafer können nur acht chemisch unterschiedliche Materia- lien aufgebracht werden. Zudem kann durch das Schleuderverfahren ein Flüssigkeitsfilm mit ungleichmäßiger Dicke und damit auch ein Materialfilm mit geringer Qualität entstehen.Sol gels applied to the surface sections. The material films of the material library obtained after the temperature treatment are analyzed with the aid of an analysis robot. For example, the permittivity of the lead zirconate titanates of the material films is to be determined. For this purpose, an electrode made of platinum with an electrode diameter of approximately 0.5 mm is applied to each of the material films produced on the surface sections. The permittivity of the lead zirconate titanates can be determined simply and quickly by automatic electrical control of the electrode layer, the coating of the surface sections and the electrode on the material films. Due to the radial division of the silicon wafer into eight sector areas with the help of relatively wide strips, the space of the silicon wafer is insufficiently used. Only eight chemically different materials can be applied per silicon wafer. In addition, the centrifugal process can produce a liquid film with an uneven thickness and thus also a material film with poor quality.
Aufgabe der Erfindung ist es, aufzuzeigen, wie im Vergleich zum bekannten Stand der Technik auf, einem Substrat mit Hilfe von Flüssigkeiten wesentlich mehr Materialfilme mit einer hohen Qualität erzeugt werden können.The object of the invention is to show how, in comparison with the known prior art, a substrate can be produced with the aid of liquids with the aid of liquids, significantly more material films of high quality.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Substrat mit mindestens einem planen Oberflächenabschnitt zur Bildung eines Flüssigkeitsfilms auf dem Oberflächenabschnitt angegeben. Das Substrat ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem planen Oberflächenabschnitt mindestens eine Ausnehmung des Substrats derart angrenzt, dass eine im Hinblick auf die Bildung des Flussigkeitsfilms überschüssige Flüssigkeit in die Ausnehmung abfließen kann.To achieve the object, a substrate with at least one flat surface section for forming a liquid film on the surface section is specified. The substrate is characterized in that at least one recess of the substrate adjoins the flat surface section in such a way that an excess liquid can flow into the recess with regard to the formation of the liquid film.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren zum Herstellen eines Materialfilms mit einem Material auf einem Oberflächen- abschnitt eines Substrats mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a) Bilden eines Flüssigkeitsfilms mit dem Material und/oder mit einer Vorstufe des Materials auf dem Oberflächenabschnitt und b) Umwandeln des Flüssigkeitsfilms mit dem Material und/oder mit der Vorstufe des Materials in den Mate- rialfilm.To achieve the object, a method for producing a material film with a material on a surface section of a substrate is also specified with the following method steps: a) forming a liquid film with the material and / or with a precursor of the material on the surface section and b) converting of the liquid film with the material and / or with the precursor of the material in the material film.
Die Ausnehmung ist eine Vertiefung beziehungsweise ein Graben auf einer Oberfläche des Substrats. Die Vertiefung kann dabei auch ein durch das Substrat in Dickenrichtung durchgängiges Loch sein. Die Ausnehmung des Substrats ist so gestaltet, dass überschüssige Flüssigkeit automatisch abfließt. Dies bedeutet, dass sich durch ein Auftragen von Flüssigkeit auf dem Oberflächenabschnitt zunächst ein durchgängiger (primärer) Flüssigkeitsfilm (as deposited) ausbildet, der sowohl den 0- berflächenabschnitt als auch die angrenzende Oberfläche des Substrats im Bereich der Ausnehmung erfasst. Über diesen durch das Auftragen der Flüssigkeit gebildeten, durchgängigen Flüssigkeitsfilm fließt überschüssige Flüssigkeit solange ab, bis dieser Flüssigkeitsfilme "abreißt" oder das Abfließen anderweitig gestoppt wird (Beispielsweise durch schnelles Entfernen des Lösungsmittel durch Anlegen eines Vakuums) . Eine Ausbildung dieses Flüssigkeitsfilms wird beispielsweise durch eine Viskosität der Flüssigkeit, durch eine Benetzbarkeit des Oberflächenabschnitts mit der Flüssigkeit und durch eine Benetzbarkeit der Oberfläche des Substrats im Bereich der Ausnehmung mit der Flüssigkeit gesteuert. Beispielsweise der O- berflächenabschnitt poliert und die Oberfläche des Substrats im Bereich der Ausnehmung aufgeraut. Durch das Aufrauen tritt im Bereich der Ausnehmung eine derartige Kapillarkraft auf, dass das Abfließen der Flüssigkeit vom Oberflächenabschnitt begünstigt ist. Nach einem "Abreißen" des Flüssigkeitsfilms, der direkt nach dem Auftragen der Flüssigkeit erhalten wird, verbleibt auf dem planen Oberflächenabschnitt ein dünner Flüssigkeitsfilm mit einer Dicke von wenigen μ . Möglich sind dabei sogar Dicken von unter 1 μm im nm-Bereich. Der gesamte Flüssigkeitsfilm ist dabei bezüglich der Dicke sehr homogen. Ursache dafür ist das Abfließen der Flüssigkeit. Die Dicke des Flüssigkeitsfilms ist über die gesamte flächige Ausdehnung des Flüssigkeitsfilms nahezu gleich. Der dünne Flüssigkeitsfilm kann in einen homogenen Materialfilm mit entsprechender Filmdicke umgesetzt werden. Wäre der Flüssigkeitsfilm nicht so dünn und nicht so homogen, wäre die Wahrscheinlichkeit dafür relativ groß, dass aus dem Flüssigkeitsfilm ein inhomogener Materialfilm erhalten wird. Ein inhomogener Materialfilm zeichnet sich beispielsweise durch eine über den Film ungleichmäßig verteilte Porosität aus.The recess is a depression or a trench on a surface of the substrate. The depression can also be a through hole through the substrate in the thickness direction. The recess in the substrate is designed in such a way that excess liquid flows off automatically. This means that by applying liquid to the Surface section initially forms a continuous (primary) liquid film (as deposited), which captures both the surface section and the adjacent surface of the substrate in the region of the recess. Excess liquid flows off over this continuous liquid film formed by the application of the liquid until this liquid film "tears off" or the flow is otherwise stopped (for example by quickly removing the solvent by applying a vacuum). The formation of this liquid film is controlled, for example, by a viscosity of the liquid, by a wettability of the surface section with the liquid and by a wettability of the surface of the substrate in the region of the recess with the liquid. For example, the surface section is polished and the surface of the substrate is roughened in the region of the recess. As a result of the roughening, such a capillary force occurs in the region of the recess that the outflow of the liquid from the surface section is favored. After "tearing off" the liquid film, which is obtained directly after the liquid has been applied, a thin liquid film with a thickness of a few μm remains on the flat surface section. Thicknesses of less than 1 μm in the nm range are even possible. The entire liquid film is very homogeneous in terms of its thickness. The reason for this is the drainage of the liquid. The thickness of the liquid film is almost the same over the entire area of the liquid film. The thin liquid film can be converted into a homogeneous material film with an appropriate film thickness. If the liquid film were not so thin and not so homogeneous, the probability would be relatively high that an inhomogeneous material film is obtained from the liquid film. An inhomogeneous material film is characterized, for example, by a porosity which is distributed unevenly over the film.
Das Abfließen der Flüssigkeit erfolgt mit Hilfe des Substrats so ähnlich wie beim Spin-Coating-Verfahren. Allerdings er- folgt das Abfließen hier automatisch, während beim Spin- Coating-Verfahren das Abfließen aktiv durch Drehen des Substrats beeinflusst wird.The liquid flows off with the aid of the substrate, similar to the spin coating process. However, the outflow follows automatically, while in the spin coating process the outflow is actively influenced by rotating the substrate.
Die Ausnehmung kann innerhalb des Oberflächenabschnitts angeordnet sein. Insbesondere umgibt aber die Ausnehmung den 0- berflächenabschnitt . Die Ausnehmung kann dabei ein offener Ring sein. Vorzugsweise ist die Ausnehmung ein geschlossener Ring. Durch den geschlossenen Ring ist es möglich, auf dem Oberflächenabschnitt eine Flüssigkeit aufzutragen, ohne dass sich die Flüssigkeit über weite Teile der Oberfläche des Substrats verteilt. Insbesondere wird verhindert, dass sich die Flüssigkeiten vermischen, die auf mehreren Oberflächenabschnitten der Oberfläche des Substrats aufgetragen sind.The recess can be arranged within the surface section. In particular, however, the recess surrounds the surface section. The recess can be an open ring. The recess is preferably a closed ring. The closed ring makes it possible to apply a liquid to the surface section without the liquid being distributed over large parts of the surface of the substrate. In particular, the liquids that are applied to a plurality of surface sections of the surface of the substrate are prevented from mixing.
Der Ring kann beliebig geformt sein. Insbesondere weist der Ring eine aus der Gruppe kreisrunde, ovale und/oder mehreckige Ringform auf. Beispielsweise ist die Ringform viereckig oder hexagonal .The ring can have any shape. In particular, the ring has a circular, oval and / or polygonal ring shape from the group. For example, the ring shape is square or hexagonal.
In einer besonderen Ausgestaltung weist die Ausnehmung eine aus dem Bereich von einschließlich 1 μm bis einschließlich 500 μm ausgewählte Tiefe auf. Die Tiefe ergibt sich aus dem Höhenunterschied (entlang der Schichtdicke des Substrats) zwischen dem Oberflächenabschnitt des Substrats und der Oberfläche des Substrats im Bereich der Ausnehmung. Die Tiefe der Ausnehmung ist dabei so gewählt, dass sich beim Auftragen der Flüssigkeit ein Flüssigkeitsfilm ausbilden kann und dass in der Ausnehmung die überschüssige Flüssigkeit aufgenommen wer- den kann. Dazu nimmt in einer besonderen Ausgestaltung dieIn a special embodiment, the recess has a depth selected from the range from 1 μm up to and including 500 μm. The depth results from the height difference (along the layer thickness of the substrate) between the surface section of the substrate and the surface of the substrate in the region of the recess. The depth of the recess is selected so that a liquid film can form when the liquid is applied and that the excess liquid can be absorbed in the recess. For this purpose, the
Tiefe der Ausnehmung mit zunehmendem Abstand von dem Oberflächenabschnitt stetig und/oder sprunghaft bis zu einer bestimmten Tiefe zu. Eine geringe Tiefe der Ausnehmung im Bereich des Übergangs vom Oberflächenabschnitt zur Ausnehmung begünstigt das Abfließen überschüssiger Flüssigkeit. Die größere Tiefe im vom Oberflächenabschnitt weiter entfernten Be- reich der Ausnehmung bietet ausreichend Platz für die abfließende Flüssigkeit.Depth of the recess with increasing distance from the surface section steadily and / or abruptly to a certain depth. A small depth of the recess in the area of the transition from the surface section to the recess favors the outflow of excess liquid. The greater depth in the area further away from the surface section Rich in the recess offers enough space for the flowing liquid.
Zum Abfließen der überschüssigen Flüssigkeit ist insbesondere eine Ausnehmung mit einer stetig zunehmenden Tiefe günstig. Die Tiefe der Ausnehmung nimmt stufenlos zu. Eine Ausnehmung mit einer sprunghaft sich ändernden Tiefe besteht beispielsweise aus zwei ineinander angeordneten und aneinander angrenzenden Ringen mit einer jeweils unterschiedlichen Tiefe. Die Ausnehmung besteht aus zwei Ringen. Ein innerer Ring, der unmittelbar an den planen Oberflächenabschnitt grenzt, weist beispielsweise eine relativ geringe Tiefe von 5 μm bis 25 μm auf. Ein äußerer Ring, der an den inneren Ring angrenzt, weist eine Tiefe von 50 μm bis 500 μm auf. Ein Tiefenprofil einer solchen Ausnehmung weist eine Stufe auf. Eine Höhe der Stufe ist vorzugsweise so gewählt, dass der direkt nach dem Auftragen der Flüssigkeit gebildete Flüssigkeitsfilm nicht frühzeitig abreißt, so dass überschüssige Flüssigkeit in den tieferen Bereich der Ausnehmung abfließen kann. Denkbar ist auch, dass in der Stufe mindestens ein Kanal zum Abfließen der Flüssigkeit in den tieferen Bereich der Ausnehmung vorhanden ist.To drain off the excess liquid, a recess with a constantly increasing depth is particularly favorable. The depth of the recess increases continuously. A recess with an abruptly changing depth consists, for example, of two rings arranged one inside the other and adjacent to one another, each with a different depth. The recess consists of two rings. An inner ring that borders directly on the flat surface section has, for example, a relatively small depth of 5 μm to 25 μm. An outer ring that is adjacent to the inner ring has a depth of 50 μm to 500 μm. A depth profile of such a recess has one step. The height of the step is preferably selected such that the liquid film formed immediately after the liquid is applied does not tear off prematurely, so that excess liquid can flow off into the deeper region of the recess. It is also conceivable that there is at least one channel in the step for draining the liquid into the lower region of the recess.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Ausnehmung eine aus dem Bereich von einschließlich 0,1 mm bis einschließlich 10 mm ausgewählte, quer zur Tiefe angeordnete Abmessung auf. Die Abmessung ist beispielsweise eine Ringbreite eines die Ausnehmung bildenden Ringes. Die Ringbreite beträgt beispielsweise 0,1 mm. Die Abmessung kann aber auch ein Ring- durchmesser des Ringes sein. Der Ringdurchmesser beträgt beispielsweise 10 mm. Der durch den 0,1 mm breiten Ring eingeschlossene Oberflächenabschnitt weist einen Oberflächendurchmesser von 8 mm auf.In a further embodiment, the recess has a dimension selected from the range of 0.1 mm to 10 mm inclusive and arranged transversely to the depth. The dimension is, for example, a ring width of a ring forming the recess. The ring width is 0.1 mm, for example. However, the dimension can also be a ring diameter of the ring. The ring diameter is 10 mm, for example. The surface section enclosed by the 0.1 mm wide ring has a surface diameter of 8 mm.
Das Substrat kann aus einem beliebigen Material bestehen. Beispielsweise besteht das Substrat aus einem Polymer. Das Substrat ist aber insbesondere aus der Gruppe einkristallines oder polykristallines Substrat ausgewählt. Als polykristallines Substrate kommt jedes beliebige Substrat aus einer Keramik (keramisches Material) und/oder aus einem Metall in Frage. Beispielsweise besteht das Substrat aus einem Saphir (A1203) . Als einkristallines oder polykristallines Substrat ist insbesondere ein Silizium-Wafer denkbar. Das Substrat weist elementares Silizium auf.The substrate can be made of any material. For example, the substrate consists of a polymer. However, the substrate is in particular from the group of single crystals or polycrystalline substrate selected. Any substrate made of a ceramic (ceramic material) and / or a metal can be used as the polycrystalline substrate. For example, the substrate consists of a sapphire (A1 2 0 3 ). A silicon wafer is particularly conceivable as a single-crystal or polycrystalline substrate. The substrate has elemental silicon.
Zum Einbringen der Ausnehmung in die Oberfläche des Substrats und damit zum Herstellen des Oberflächenabschnitts sind verschiedene Verfahren denkbar, über die das Material des Substrats strukturiert abgetragen werden kann. Dabei kann ein Materialabtrag chemisch und/oder mechanisch erfolgen. Ein mechanischer Materialabtrag erfolgt beispielsweise durch Strahlspanen. Dieses Verfahren ist beispielsweise sehr gut zur Strukturierung eines Silizum-Wafers anwendbar. Dazu wird beispielsweise eine photoempfindliche Schicht auf dem Silizium-Wafer aufgebracht, die photolithographisch strukturiert und nachfolgend entwickelt wird. Nicht-entwickelte Bereiche der Schicht werden durch Strahlspanen abgetragen. Durch das Strahlspanen kann die Tiefe der Ausnehmung sehr gut eingestellt werden. Dabei wird eine Rauhigkeit der Oberfläche im Bereich der Ausnehmung erzielt, die sich günstig auf das Abfließen der überschüssigen Flüssigkeit auswirkt.Various methods are conceivable for introducing the recess into the surface of the substrate and thus for producing the surface section, by means of which the material of the substrate can be removed in a structured manner. Material can be removed chemically and / or mechanically. Mechanical material removal is carried out, for example, by blasting. This method can be used very well, for example, for structuring a silicon wafer. For this purpose, for example, a photosensitive layer is applied to the silicon wafer, which is structured photolithographically and subsequently developed. Undeveloped areas of the layer are removed by blasting. The depth of the recess can be adjusted very well by means of beam cutting. This results in a roughness of the surface in the region of the recess, which has a favorable effect on the excess liquid flowing away.
In einer besonderen Ausgestaltung weist der plane Oberflächenabschnitt eine Beschichtung auf, auf der der Flüssigkeitsfilm gebildet werden kann. Die Beschichtung kann verschiedene Funktionen übernehmen. Die Beschichtung beeinflusst die Benetzbarkeit des Oberflächenabschnitts mit der Flüssigkeit. So kann der Oberflächenabschnitt beispielsweise polar und unpolar gestaltet sein. Bei einem Substrat aus Silizium bildet sich beispielsweise automatisch eine Beschichtung aus Siliziumdioxid. Diese Beschichtung ist relativ polar, so dass polare Flüssigkeiten wie Alkohole den Oberflächenabschnitt gut benetzen. Darüber hinaus kann die Beschichtung auch der Analyse der aus den Flüssigkeitsfilmen erzeugten Materialfilmen dienen. Wie eingangs beschrieben, kann die Beschichtung eine Platin- Schicht sein. Die Beschichtung besteht aus elementarem Pla- tin. Die Platin-Schicht ist elektrisch leitend. Durch elektrische Ansteuerung der Platin-Schicht kann eine elektrische bzw. dielektrische Eigenschaft des auf der Platin-Schicht erzeugten Materialfilms untersucht werden.In a special embodiment, the flat surface section has a coating on which the liquid film can be formed. The coating can perform various functions. The coating influences the wettability of the surface section with the liquid. For example, the surface section can be polar and non-polar. For example, a silicon dioxide coating automatically forms on a substrate made of silicon. This coating is relatively polar, so that polar liquids such as alcohols wet the surface section well. In addition, the coating can also be used to analyze the material films produced from the liquid films. As described at the beginning, the coating can be a platinum layer. The coating consists of elemental platinum. The platinum layer is electrically conductive. An electrical or dielectric property of the material film produced on the platinum layer can be examined by electrically controlling the platinum layer.
Wie bereits erwähnt, wird das Substrat dazu verwendet, auf dem Oberflächenabschnitt einen Materialfilm herzustellen. Es ist ein Substrat zugänglich, bei dem auf dem Oberflächenabschnitt ein Materialfilm mit einem Material ausgebildet ist.As already mentioned, the substrate is used to produce a material film on the surface section. A substrate is accessible in which a material film with a material is formed on the surface section.
Zum Herstellen des Materialfilms wird ein Flüssigkeitsfilm auf dem Oberflächenabschnitt gebildet. Zum Bilden des Flüssigkeitsfilms wird insbesondere ein bestimmtes Volumen der Flüssigkeit auf dem Oberflächenabschnitt aufgetragen (pipe- tiert) , wobei die im Hinblick auf die Bildung des Flüssig- keitsfilms überschüssige Flüssigkeit in die Ausnehmung desTo make the material film, a liquid film is formed on the surface portion. To form the liquid film, in particular a certain volume of the liquid is applied (piped) to the surface section, the excess liquid with a view to the formation of the liquid film into the recess of the
Substrats abfließt. Die überschüssige Flüssigkeit fließt automatisch ab. Ursache dafür sind unter anderem Viskosität und Oberflächenspannung der Flüssigkeit, sowie Gravitationskräfte und Kapillarkräfte, die auf der Oberflächenbeschaffenheit des Oberflächenabschnitts und/oder der Ausnehmung beruhen.Flows off substrate. The excess liquid flows off automatically. The reasons for this include viscosity and surface tension of the liquid, as well as gravitational and capillary forces, which are based on the surface properties of the surface section and / or the recess.
Unter anderem in Abhängigkeit vom Oberflächendurchmesser, von den Abmessungen (Tiefe und Breite) der Ausnehmung und von der Dicke des zu bildenden Flüssigkeitsfilms wird auf dem Ober- flächenabschnitt ein bestimmtes Volumen der Flüssigkeit aufgetragen. In einer besonderen Ausgestaltung wird das bestimmte Volumen der Flüssigkeit aus dem Bereich von einschließlich 0,1 μl bis einschließlich 10 μl ausgewählt. Vorzugsweise wird das Volumen aus dem Bereich von 0,5 μl bis 5 μl ausgewählt. Beispielsweise wird ein Volumen von 1 μm auf einem Oberflächenabschnitt mit einem Oberflächendurchmesser von 8 mm aufgetragen. Aufgrund des Abfließens überschüssiger Flüssigkeit ist insbesondere ein Materialfilm mit einer aus dem Bereich von einschließlich 0,05 μm bis einschließlich 2,0 μm ausgewählten Filmdicke zugänglich. Aufgrund der geringen Dicke des gebil- deten Flüssigkeitsfilms zeichnet sich der daraus hergestellt Materialfilm durch eine hohe Qualität aus. Die Qualität betrifft beispielsweise eine Homogenität der Zusammensetzung des Materialfilms oder eine über die gesamte Fläche des Materialfilms annähernd gleiche Filmdicke. Beispielsweise kann es aufgrund einer Temperaturbehandlung des Flüssigkeitsfilms zu einer starken Schrumpfung kommen. Dies würde bei einem dicken Flüssigkeitsfilm zu einem inhomogenen Materialfilm führen. Bei einem dünnen Flüssigkeitsfilm resultiert dagegen trotz starker Schrumpfung ein homogener Materialfilm.Depending on the surface diameter, the dimensions (depth and width) of the recess and the thickness of the liquid film to be formed, among other things, a certain volume of the liquid is applied to the surface section. In a particular embodiment, the determined volume of the liquid is selected from the range from 0.1 μl up to and including 10 μl. The volume is preferably selected from the range from 0.5 μl to 5 μl. For example, a volume of 1 μm is applied to a surface section with a surface diameter of 8 mm. Due to the excess liquid flowing off, in particular a material film with a film thickness selected from the range from 0.05 μm to 2.0 μm inclusive is accessible. Due to the small thickness of the liquid film formed, the material film made from it is characterized by high quality. The quality relates, for example, to a homogeneity of the composition of the material film or an approximately equal film thickness over the entire area of the material film. For example, a severe shrinkage can occur due to a temperature treatment of the liquid film. With a thick liquid film, this would lead to an inhomogeneous material film. A thin liquid film, on the other hand, results in a homogeneous material film despite strong shrinkage.
Der Materialfilm kann aus einem beliebigen Werkstoff bestehen. Beispielsweise ist das Material des Materialfilms zumindest aus der Gruppe polymerer Werkstoff und/oder keramischer Werkstoff ausgewählt. Der polymere Werkstoff ist ein beliebi- ges anorganisches, organisches oder metallorganisches Polymer. Als keramischer Werkstoff kommt ein beliebiges Oxid, Sulfid und der gleichen in Frage. Denkbar ist auch ein Kompo- sit aus Polymer und Keramik.The material film can consist of any material. For example, the material of the material film is selected at least from the group of polymeric material and / or ceramic material. The polymeric material is any inorganic, organic or organometallic polymer. Any oxide, sulfide and the like can be used as the ceramic material. A composite of polymer and ceramic is also conceivable.
Zum Herstellen des Materialfilms auf dem Oberflächenabschnitt ist jede zur Bildung eines homogenen Flüssigkeitsfilms geeignete Flüssigkeit denkbar. Die Flüssigkeit kann eine flüssige Substanz oder ein flüssiges Substanzgemisch sein. Die Flüssigkeit kann auch eine Lösung aus Lösungsmittel und einer o- der mehrerer darin gelöster Substanzen sein. Zum Herstellen des Materialsfilms wird insbesondere ein Flüssigkeitsfilm mit einem Sol-Gel mit dem Material und/oder mit einer Vorstufe des Materials aufgetragen. Zum Umwandeln des Flüssigkeitsfilms wird eine Temperaturbehandlung durchgeführt, wobei der Materialfilm gebildet wird. Durch die Temperaturbehandlung wird beispielsweise nur Lösungsmittel des Flüssigkeitsfilms entfernt. Durch die Temperaturbehandlung kann es auch zu ei- ner chemischen Reaktion kommen, in deren Verlauf der Materialfilm gebildet wird.Any liquid suitable for forming a homogeneous liquid film is conceivable for producing the material film on the surface section. The liquid can be a liquid substance or a liquid substance mixture. The liquid can also be a solution of solvent and one or more substances dissolved therein. To produce the material film, in particular a liquid film with a sol gel is applied with the material and / or with a precursor of the material. A temperature treatment is performed to convert the liquid film, thereby forming the material film. The temperature treatment removes only solvents from the liquid film, for example. The heat treatment can also lead to ner chemical reaction, in the course of which the material film is formed.
Zum Herstellen eines Materialfilms mit einem keramischen Werkstoff wird insbesondere ein Flüssigkeitsfilm mit einem Sol-Gel mit dem keramischen Werkstoff und/oder mit einer Vorstufe des keramischen Werkstoffs verwendet. Bei der Temperaturbehandlung wird der Materialfilm mit dem keramischen Werkstoff gebildet. Die Temperaturbehandlung führt beispielsweise zur Pyrolyse organischer Vorstufen des keramischen Werkstoffs. Insbesondere umfasst die Temperaturbehandlung auch ein Kalzinieren und/oder Sintern des keramischen Werkstoffs.To produce a material film with a ceramic material, a liquid film with a sol-gel with the ceramic material and / or with a preliminary stage of the ceramic material is used in particular. During the heat treatment, the material film is formed with the ceramic material. The temperature treatment leads, for example, to the pyrolysis of organic precursors of the ceramic material. In particular, the temperature treatment also includes calcining and / or sintering the ceramic material.
Zum Herstellen eines Materialfilms mit einem polymeren Werk- stoff wird insbesondere ein Flüssigkeitsfilm mit mindestens einem Monomer und/oder mit mindestens einem Oligomer aufgetragen. Danach wird eine Vernetzung des Monomers und/oder des Oligomers zum Materialfilm mit dem polymeren Werkstoff durchgeführt. Es können mehrere Arten von Monomeren aufgetragen werden, wobei durch die Vernetzung ein Copolymerisat entsteht. Zum Auftragen kann beispielsweise ein Sol-Gel der Monomeren und/oder der Oligomeren auf dem Oberflächenabschnitt aufgetragen werden. Die Vernetzung kann thermisch induziert ablaufen. Denkbar ist auch eine photoinduzierte Vernetzung der Monomeren und/oder der Oligomeren.To produce a material film with a polymeric material, in particular a liquid film with at least one monomer and / or with at least one oligomer is applied. The monomer and / or the oligomer is then crosslinked to form the material film with the polymeric material. Several types of monomers can be applied, the crosslinking resulting in a copolymer. For application, for example, a sol gel of the monomers and / or the oligomers can be applied to the surface section. The crosslinking can be thermally induced. Photo-induced crosslinking of the monomers and / or the oligomers is also conceivable.
Zum Erzeugen einer bestimmten Filmdicke des Materialfilms wird in einer weiteren Ausgestaltung das Bilden des Flüssigkeitsfilms und das Umwandeln des Flüssigkeitsfilms in den Ma- terialfilm wiederholt durchgeführt wird. Auf diese Weise kann insbesondere ein Materialfilm mit einer Filmdicke aus dem Bereich von einschließlich 0,5 μm bis einschließlich 2,0 μm hergestellt werden.To produce a certain film thickness of the material film, the formation of the liquid film and the conversion of the liquid film into the material film are carried out repeatedly in a further embodiment. In this way, a material film with a film thickness in the range of 0.5 μm to 2.0 μm can be produced.
In einer besonderen Ausgestaltung sind an einer Oberfläche des Substrats viele plane Oberflächenabschnitte angeordnet. Jede der planen Oberflächenabschnitte ist vorzugsweise durch eine Ausnehmung in Form eines geschlossenen Ringes umgeben. Durch die Ausnehmungen ist gewährleistet, dass sich verschiedene Flüssigkeiten, die auf den Oberflächenabschnitten des Substrats aufgetragen werden, nicht durchmischen.In a special embodiment, many flat surface sections are arranged on a surface of the substrate. Each of the flat surface sections is preferably surrounded by a recess in the form of a closed ring. The recesses ensure that different liquids that are applied to the surface sections of the substrate do not mix.
Die Oberflächenabschnitte können auf einer Oberfläche des Substrats beliebig angeordnet sein. Insbesondere sind die planen Oberflächenabschnitte zu einer Matrix angeordnet. Bei- spielsweise sind auf einem Substrat mit einem Substratdurchmesser von etwa 152,4 mm (6 Zoll) 81 Oberflächenabschnitte in Form einer 9 x 9 - Matrix mit neun Reihen und neun Spalten angeordnet.The surface sections can be arranged as desired on a surface of the substrate. In particular, the flat surface sections are arranged in a matrix. For example, 81 surface sections in the form of a 9 x 9 matrix with nine rows and nine columns are arranged on a substrate with a substrate diameter of approximately 152.4 mm (6 inches).
Durch die Ausnehmungen ist eine relativ hohe Dichte an Oberflächenabschnitten auf dem Substrat möglich. Das Substrat weist eine Dichte von bis zu einem Oberflächenabschnitt pro cm2 auf. Denkbar ist insbesondere auch eine Dichte von bis zu fünf Oberflächenabschnitten pro cm2. Beispielsweise sind auf einem runden Substrat mit einem Substratdurchmesser von 152,4 mm 255 Oberflächenabschnitte angeordnet. Zur zusätzlichen Erhöhung der Dichte kann an mindestens zwei planen Oberflächenabschnitten mindestens eine gemeinsame Ausnehmung angrenzen. Benachbarte Oberflächenabschnitte sind durch eine gemeinsame Ausnehmung voneinander getrennt.The recesses enable a relatively high density of surface sections on the substrate. The substrate has a density of up to one surface section per cm 2 . In particular, a density of up to five surface sections per cm 2 is also conceivable. For example, 255 surface sections are arranged on a round substrate with a substrate diameter of 152.4 mm. To additionally increase the density, at least one common recess can adjoin at least two flat surface sections. Adjacent surface sections are separated from one another by a common recess.
Mit Hilfe des Verfahrens kann insbesondere ein Substrat mit einer Materialbibliothek hergestellt werden. Es resultiert ein Substrat, bei viele plane Oberflächenabschnitte eine Ma- terialbibliothek mit vielen Materialfilmen bilden.In particular, a substrate with a material library can be produced with the aid of the method. The result is a substrate with many flat surface sections forming a material library with many material films.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Substrat in der kombinatorischen Chemie verwendet, wobei auf einer Vielzahl von Oberflächenabschnitten Materialfilme erzeugt und analysiert werden. Zum Erzeugen wird beispielsweise ein Pipe- tier-Roboter und zur Analyse ein Analyse-Roboter eingesetzt. Anhand eines Beispiels und der dazugehörigen Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Die Figuren sind schematisch und stellen keine maßstabsgetreuen Abbildungen dar.According to a further aspect of the invention, the substrate is used in combinatorial chemistry, material films being produced and analyzed on a large number of surface sections. For example, a piping robot is used for generation and an analysis robot for analysis. The invention is explained in more detail using an example and the associated figures. The figures are schematic and do not represent true-to-scale illustrations.
Figur la zeigt einen Ausschnitt eines Substrats im Querschnitt.Figure la shows a section of a substrate in cross section.
Figur lb zeigt einen Teil des Ausschnitts des Substrats.Figure lb shows a part of the section of the substrate.
Figuren lc und ld zeigen Ausschnitte weiterer Ausführungsformen des Substrats im Querschnitt.Figures lc and ld show sections of further embodiments of the substrate in cross section.
Figur 2 zeigt ein Substrat mit vielen Oberflächenabschnitten mit Materialfilmen von oben.Figure 2 shows a substrate with many surface sections with material films from above.
Figur 3 zeigt ein Verfahren zum herstellen eines Materialfilms .FIG. 3 shows a method for producing a material film.
Das Substrat 1 ist ein Silizium-Wafer mit einem Substrat- durchmesser 11 von etwa 152,4 mm. Auf der Oberfläche 22 des Substrats 1 ist eine Matrix 5 aus 9 x 9 Oberflächenabschnitten 2 angeordnet. Jeder der Oberflächenabschnitte ist rund und weist einen Oberflächendurchmesser 21 von etwa 8 mm auf. Das Substrat 1 weist eine Materialbibliothek 6 auf. Auf jedem der Oberflächenabschnitte 2 des Substrats ist ein Materialfilm 4 aus unterschiedlichem keramischen Material ausgebildet.The substrate 1 is a silicon wafer with a substrate diameter 11 of approximately 152.4 mm. A matrix 5 composed of 9 × 9 surface sections 2 is arranged on the surface 22 of the substrate 1. Each of the surface sections is round and has a surface diameter 21 of approximately 8 mm. The substrate 1 has a material library 6. A material film 4 made of different ceramic material is formed on each of the surface sections 2 of the substrate.
An jedem der Oberflächenabschnitte 2 grenzt eine Ausnehmung 3 an. Die Ausnehmung 3 weist eine sich sprunghaft ändernde Tiefe auf. Die Ausnehmung 3 besteht jeweils aus zwei runden, geschlossenen Ringen 31 und 32 (Figuren la und lb) . Ein innerer Ring 31 grenzt direkt an den Oberflächenabschnitt 2. Der innere Ring weist eine Tiefe 311 von 15 μm und eine Ringbreite 312 von 1,5 mm auf. Ein äußerer Ring 32 der Ausnehmung umgibt den inneren Ring.' Die Tiefe 321 des äußeren Rings beträgt 150 μm bei einer Ringbreite 32 von etwa 0,5 mm. In der Ausführungsform des Substrats 1 gemäß Figur lc nimmt die Ausnehmung 3 mit zunehmendem Abstand vom Oberflächenabschnitt 21 nicht sprunghaft, sondern stetig zu. In der Ausführungsform nimmt die Ausnehmung 3 mit zunehmendem Abstand vom Oberflächenabschnitt 21 zu und mündet in eine Ausnehmung mit gleich bleibender Tiefe.A recess 3 adjoins each of the surface sections 2. The recess 3 has an abruptly changing depth. The recess 3 consists of two round, closed rings 31 and 32 (Figures la and lb). An inner ring 31 borders directly on the surface section 2. The inner ring has a depth 311 of 15 μm and a ring width 312 of 1.5 mm. An outer ring 32 of the recess surrounds the inner ring. ' The depth 321 of the outer ring is 150 μm with a ring width 32 of approximately 0.5 mm. In the embodiment of the substrate 1 according to FIG. 1c, the recess 3 does not increase suddenly, but steadily with increasing distance from the surface section 21. In the embodiment, the recess 3 increases with increasing distance from the surface section 21 and opens into a recess with a constant depth.
Zum Herstellen der Materialfilme 41 wird auf jedem der Oberflächenabschnitte 2 ein Flüssigkeitsfilm aus einem Sol-Gel mit mehreren Vorstufen des keramischen Materials gebildetTo produce the material films 41, a liquid film is formed from a sol gel with a plurality of precursors of the ceramic material on each of the surface sections 2
(Figur 3, 301) . Dabei werden die Sol-Gele mit einem Volumen von etwa 1 μl auf dem jeweiligen Oberflächenabschnitt 2 aufgetragen. Überschüssige Flüssigkeit fließt vom Oberflächenabschnitt 2 in die entsprechenden Ausnehmungen 3. Nachfolgend erfolgt eine Temperaturbehandlung der Sol-Gele, wobei die(Figure 3, 301). The sol gels are applied with a volume of approximately 1 μl to the respective surface section 2. Excess liquid flows from the surface section 2 into the corresponding recesses 3. The sol gels are subsequently subjected to a temperature treatment, the
Flüssigkeitsfilme in die Materialfilm 4 überführt werden (Figur 3, 302) . Es entsteht die Materialbibliothek 6 auf dem Substrat 1.Liquid films are transferred into the material film 4 (FIGS. 3, 302). The material library 6 is formed on the substrate 1.
Zum Herstellen des Substrats 1 wird auf dem Silizium-Wafer eine photoempfindliche Schicht auflaminiert . Diese photoempfindliche Schicht wird photolithographisch strukturiert und nachfolgend entwickelt. In die nicht entwickelten Bereiche der Schicht werden über Strahlspanen die Tiefen 311 und 321 der Ausnehmung erzeugt. To manufacture the substrate 1, a photosensitive layer is laminated onto the silicon wafer. This photosensitive layer is structured photolithographically and subsequently developed. The depths 311 and 321 of the recess are generated in the undeveloped regions of the layer by means of beam chips.

Claims

Patentansprüche claims
1. Substrat (1) mit mindestens einem planen Oberflächenabschnitt (2) zur Bildung eines Flüssigkeitsfilms auf dem Oberflächenabschnitt (2) , dadurch gekennzeichnet, dass an dem planen Oberflächenabschnitt mindestens eine Ausnehmung (3) des Substrats (1) derart angrenzt, dass eine im Hinblick auf die Bildung des Flüssigkeitsfilms überschüssige Flüssigkeit in die Ausnehmung (3) abfließen kann.1. substrate (1) with at least one planar surface section (2) for forming a liquid film on the surface section (2), characterized in that at least one recess (3) of the substrate (1) is adjacent to the planar surface section in such a way that a With regard to the formation of the liquid film, excess liquid can flow into the recess (3).
2. Substrat nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmung (3, 31, 32) den Oberflächenabschnitt (2) umgibt.2. Substrate according to claim 1, wherein the recess (3, 31, 32) surrounds the surface section (2).
3. Substrat nach Anspruch 2, wobei die Ausnehmung (3, 31, 32) ein geschlossener Ring ist.3. The substrate of claim 2, wherein the recess (3, 31, 32) is a closed ring.
4. Substrat nach Anspruch 3, wobei der Ring eine aus der Gruppe kreisrunde, ovale und/oder mehreckige Ringform aufweist.4. The substrate according to claim 3, wherein the ring has a circular, oval and / or polygonal ring shape from the group.
5. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ausnehmung (31, 32) eine aus dem Bereich von einschließlich 1 μm bis einschließlich 500 μm ausgewählte Tiefe (311, 321) aufweist.5. Substrate according to one of claims 1 to 4, wherein the recess (31, 32) has a depth (311, 321) selected from the range from 1 μm to 500 μm inclusive.
6. Substrat nach Anspruch 5, wobei die Tiefe der Ausnehmung mit zunehmendem Abstand von dem Oberflächenabschnitt stetig und/oder sprunghaft bis zu einer bestimmten Tiefe zunimmt .6. The substrate of claim 5, wherein the depth of the recess increases with increasing distance from the surface section and / or suddenly to a certain depth.
7. Substrat nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Ausnehmung eine aus dem Bereich von einschließlich 0,1 mm bis einschließlich 10 mm ausgewählte, quer zur Tiefe angeordnete Abmessung (302, 312, 322) aufweist. 7. The substrate according to claim 5 or 6, wherein the recess has a cross-depth dimension (302, 312, 322) selected from the range from 0.1 mm to 10 mm inclusive.
8. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das8. Substrate according to one of claims 1 to 7, wherein the
Substrat (1) aus der Gruppe einkristallines oder polykristallines Substrat ausgewählt ist.Substrate (1) is selected from the group of single-crystal or polycrystalline substrates.
9. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Substrat (1) elementares Silizium aufweist.9. Substrate according to one of claims 1 to 8, wherein the substrate (1) comprises elemental silicon.
10. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der plane Oberflächenabschnitt (2) eine Beschichtung auf- weist, auf der der Flüssigkeitsfilm gebildet werden kann.10. Substrate according to one of claims 1 to 9, wherein the flat surface section (2) has a coating on which the liquid film can be formed.
11. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei auf dem Oberflächenabschnitt ein Materialfilm (4) mit einem Material ausgebildet ist.11. The substrate according to any one of claims 1 to 10, wherein a material film (4) is formed with a material on the surface portion.
12. Substrat nach Anspruch 11, wobei der Materialfilm (4) eine aus dem Bereich von einschließlich 0,05 μm bis einschließlich 2,0 μm ausgewählte Filmdicke aufweist.12. The substrate of claim 11, wherein the material film (4) has a film thickness selected from the range of 0.05 μm to 2.0 μm inclusive.
13. Substrat nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Material zumindest ein aus der Gruppe polymerer Werkstoff und/oder keramischer Werkstoff ausgewählter Stoff ist.13. The substrate of claim 11 or 12, wherein the material is at least one selected from the group of polymeric material and / or ceramic material.
14. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei an einer Oberfläche (22) des Substrats (1) viele plane Oberflächenabschnitte (2) angeordnet sind.14. Substrate according to one of claims 1 to 13, wherein many flat surface sections (2) are arranged on a surface (22) of the substrate (1).
15. Substrat nach Anspruch 14, wobei die planen Oberflächen- abschnitte zu einer Matrix (5) angeordnet sind.15. The substrate of claim 14, wherein the flat surface sections are arranged to form a matrix (5).
16. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei an mindestens zwei planen Oberflächenabschnitten (2) mindestens eine gemeinsame Ausnehmung (3) angrenzt. 16. The substrate according to any one of claims 1 to 15, wherein at least two flat surface sections (2) at least one common recess (3) is adjacent.
17. Substrat nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Substrat (1) eine Dichte von bis zu fünf Oberflächenabschnitten (2) pro cm2 aufweist.17. The substrate according to any one of claims 14 to 16, wherein the substrate (1) has a density of up to five surface sections (2) per cm 2 .
18. Substrat nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei auf den planen Oberflächenabschnitten (2) eine Materialbibliothek (6) mit vielen Materialfilmen (4) ausgebildet ist.18. Substrate according to one of claims 14 to 17, wherein a material library (6) with many material films (4) is formed on the flat surface sections (2).
19. Verfahren zum Herstellen eines Materialfilms mit einem Material auf einem Oberflächenabschnitt eines Substrats nach einem der Ansprüche 1 bis 18 mit den Verfahrensschritten: a) Bilden eines Flüssigkeitsfilms mit dem Material und/oder mit einer Vorstufe des Materials auf dem Oberflächenabschnitt und b) Umwandeln des Flüssigkeitsfilms mit dem Material und/oder mit der Vorstufe des Materials in den Materialfilm.19. A method for producing a material film with a material on a surface section of a substrate according to one of claims 1 to 18, comprising the steps of: a) forming a liquid film with the material and / or with a precursor of the material on the surface section and b) converting the Liquid film with the material and / or with the precursor of the material in the material film.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei zum Bilden des Flüssigkeitsfilms ein bestimmtes Volumen der Flüssigkeit auf dem Oberflächenabschnitt aufgetragen wird und die im Hinblick auf die Bildung des Flüssigkeitsfilms über- schüssige Flüssigkeit in die Ausnehmung des Substrats abfließt.20. The method according to claim 19, wherein a certain volume of the liquid is applied to the surface section in order to form the liquid film, and the excess liquid with regard to the formation of the liquid film flows into the recess of the substrate.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das bestimmte Volumen der Flüssigkeit aus dem Bereich von einschließlich 0,1 μl bis einschließlich 10 μl ausgewählt wird.21. The method of claim 20, wherein the determined volume of the liquid is selected from the range of 0.1 ul to 10 ul inclusive.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei zum Herstellen des Materialfilms mit ein Flüssigkeitsfilm mit einem Sol-Gel mit dem Material und/oder mit einer Vorstufe des Materials aufgetragen wird und zum Umwandeln des Flüssigkeitsfilms eine Temperaturbehandlung durchgeführt wird, wobei der Materialfilm gebildet wird. 22. The method of claim 20 or 21, wherein to produce the material film with a liquid film with a sol-gel is applied with the material and / or with a precursor of the material and a temperature treatment is carried out to convert the liquid film, wherein the material film is formed ,
23. Verfahren nach einem Anspruch 20 bis 22, wobei zum Herstellen eines Materialfilms mit einem keramischen Werkstoff ein Flüssigkeitsfilm mit einem Sol-Gel mit dem keramischen Werkstoff und/oder mit einer Vorstufe des ke- ramischen Werkstoffs verwendet wird und bei der Temperaturbehandlung der Materialfilm mit dem keramischen Werkstoff gebildet wird.23. The method according to claim 20, wherein a liquid film with a sol-gel with the ceramic material and / or with a precursor of the ceramic material is used for producing a material film with a ceramic material and with the material film in the heat treatment the ceramic material is formed.
24. Verfahren nach einem Anspruch 20 bis 22, wobei zum Her- stellen eines Materialfilms mit dem polymeren Werkstoff ein Flüssigkeitsfilm mit mindestens einem Monomer und/oder mit mindestens einem Oligomer aufgetragen wird und danach eine Vernetzung des Monomers und/oder des 0- ligomers zum Materialfilm mit dem polymeren Werkstoff durchgeführt wird.24. The method according to claim 20, wherein a liquid film with at least one monomer and / or with at least one oligomer is applied to produce a material film with the polymeric material and then a crosslinking of the monomer and / or of the 0-ligomer to Material film is carried out with the polymeric material.
25. Verfahren nach einem Anspruch 19 bis 24, wobei zur Erzeugen einer bestimmten Filmdicke des Materialfilms das Bilden des Flüssigkeitsfilms und das Umwandeln des Flüs- sigkeitsfilms in den Materialfilm wiederholt durchgeführt wird.25. The method according to claim 19, wherein the formation of the liquid film and the conversion of the liquid film into the material film are carried out repeatedly in order to produce a specific film thickness of the material film.
26. Verwendung des Substrats nach einem der Ansprüche 1 bis 18 in der kombinatorischen Chemie, wobei auf einer Viel- zahl von Oberflächenabschnitten Materialfilme erzeugt und analysiert werden. 26. Use of the substrate according to one of claims 1 to 18 in combinatorial chemistry, material films being produced and analyzed on a large number of surface sections.
PCT/EP2003/010809 2002-09-30 2003-09-29 Substrate with a planar surface section, method for the production of a material film on the surface section of the substrate and use of said substrate WO2004032228A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003271657A AU2003271657A1 (en) 2002-09-30 2003-09-29 Substrate with a planar surface section, method for the production of a material film on the surface section of the substrate and use of said substrate

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10245675 2002-09-30
DE10245675.5 2002-09-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2004032228A2 true WO2004032228A2 (en) 2004-04-15
WO2004032228A3 WO2004032228A3 (en) 2004-06-10

Family

ID=32049178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2003/010809 WO2004032228A2 (en) 2002-09-30 2003-09-29 Substrate with a planar surface section, method for the production of a material film on the surface section of the substrate and use of said substrate

Country Status (2)

Country Link
AU (1) AU2003271657A1 (en)
WO (1) WO2004032228A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009039822A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Gel carrier for performing the comet assay having an automation option in a robot-supported analysis operation for implementing a high-throughput method
EP2087349B1 (en) * 2006-10-26 2015-12-23 The University of Bradford Assay and method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5955352A (en) * 1994-12-22 1999-09-21 Showa Yakuhin Kako Co., Ltd. Instruments for chemical and microbiological tests
EP1065378A2 (en) * 1999-06-28 2001-01-03 California Institute of Technology Microfabricated elastomeric valve and pump systems
US20010036674A1 (en) * 2000-02-23 2001-11-01 Indermuhle Pierre F. Chips having elevated sample surfaces
US20020009766A1 (en) * 1995-11-14 2002-01-24 Biocontrol Systems, Inc. Method for quantification of biological material in a sample
WO2002086452A2 (en) * 2001-03-23 2002-10-31 President And Fellows Of Harvard College Selective deposition of materials on contoured surfaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5955352A (en) * 1994-12-22 1999-09-21 Showa Yakuhin Kako Co., Ltd. Instruments for chemical and microbiological tests
US20020009766A1 (en) * 1995-11-14 2002-01-24 Biocontrol Systems, Inc. Method for quantification of biological material in a sample
EP1065378A2 (en) * 1999-06-28 2001-01-03 California Institute of Technology Microfabricated elastomeric valve and pump systems
US20010036674A1 (en) * 2000-02-23 2001-11-01 Indermuhle Pierre F. Chips having elevated sample surfaces
WO2002086452A2 (en) * 2001-03-23 2002-10-31 President And Fellows Of Harvard College Selective deposition of materials on contoured surfaces

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FUNAKUBO H ET AL: "Combinatorial approach for ferroelectric thin film using solution based process" COMBINATORIAL AND COMPOSITION SPRED TECHNIQUES IN MATERIALS AND DEVICE DEVELOPMENT II;SAN JOSE, CA, UNITED STATES JAN 22-25 2001, Bd. 4281, 2001, Seiten 77-86, XP002276196 Proc SPIE Int Soc Opt Eng;Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 2001 in der Anmeldung erw{hnt *
SUN X-D ET AL: "SOLUTION-PHASE SYNTHESIS OF LUMINESCENT MATERIALS LIBRARIES" ADVANCED MATERIALS, VCH VERLAGSGESELLSCHAFT, WEINHEIM, DE, Bd. 9, Nr. 13, 1997, Seiten 1046-1049, XP000198593 ISSN: 0935-9648 *
XIANG X-D ET AL: "A COMBINATORIAL APPROACH TO MATERIALS DISCOVERY" SCIENCE, AMERICAN ASSOCIATION FOR THE ADVANCEMENT OF SCIENCE,, US, Bd. 268, 23. Juni 1995 (1995-06-23), Seiten 1738-1740, XP000198590 ISSN: 0036-8075 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2087349B1 (en) * 2006-10-26 2015-12-23 The University of Bradford Assay and method
WO2009039822A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Gel carrier for performing the comet assay having an automation option in a robot-supported analysis operation for implementing a high-throughput method

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003271657A8 (en) 2004-04-23
AU2003271657A1 (en) 2004-04-23
WO2004032228A3 (en) 2004-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4401999C3 (en) Method for producing a capacitive absolute pressure sensor by micromachining a surface of a semiconductor substrate and absolute pressure sensor produced in this way
DE2547792C3 (en) Method for manufacturing a semiconductor component
DE4434321C2 (en) Optical waveguide with a polymer core and its manufacturing process
DE2953117A1 (en) Fabrication of integrated circuits utilizing thick high-resolution patterns
DE69801429T2 (en) METHOD FOR PRODUCING CARDS WITH SEVERAL CONTACT TIPS FOR TESTING SEMICONDUCTOR CHIPS
DE4203822A1 (en) METHOD FOR TEXTURING POLYCRYSTALLINE SILICON
DE19623070A1 (en) Method of manufacturing a substrate arrangement for a liquid crystal display device
DE2245374A1 (en) MULTI-LEVEL INTEGRATED WAVE CONDUCTOR STRUCTURE AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION
DE10045041A1 (en) Improved procedure for sample preparation for electron microscopy
DE1930669A1 (en) Semiconductor integrated circuit and process for its manufacture
DE2313219B2 (en) Process for the production of a semiconductor arrangement with a metallization lying on several levels
DE69509959T2 (en) Semiconductor devices and their manufacturing processes
DE2723944A1 (en) ARRANGEMENT OF A STRUCTURED LAYER AND A PATTERN OF DEFINED THICKNESS AND METHOD OF MANUFACTURING IT
DE69808164T2 (en) Method of manufacturing a piezoelectric element
EP1089821B1 (en) Microcompartment array with high compartment density and process for producing the same
DE69005225T2 (en) Method for producing a multilayer line network of a connection plate for at least one highly integrated circuit.
CH631291A5 (en) METHOD FOR THE STABILIZING SURFACE TREATMENT OF SEMICONDUCTOR BODIES.
EP2181978A1 (en) Ceramic substrate material, method for production and use of the same and antenna or antenna array
WO2004032228A2 (en) Substrate with a planar surface section, method for the production of a material film on the surface section of the substrate and use of said substrate
DE4422049C2 (en) Ultramicroelectrode or nanode array for chemical and biochemical analysis and process for its production
EP3386914B1 (en) Method for transferring graphene pieces onto a substrate
DE10029791C2 (en) Process for establishing a stable connection between two wafers
DE4200284C2 (en) Semiconductor device and method for its production
EP2574407B1 (en) Method for producing a coating of a substrate
DE1602001A1 (en) Scribing method for dividing a semiconductor chip into pills

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP