Unter anorganischen Oberflächen werden oxidische und nitridhaltige Verbin- dungen des Siliziums verstanden, insbesondere Siliziumoxid-und Siliziumnit- rid-Oberflächen.

Definition von Glas : An sich wird unter Glas eine einheitliche Masse z. B. Quarzglas, Fensterglas, Borosilikatglas, als auch dünne Schichten dieser Materialien verstanden, die auf anderen Substraten (z. B. Keramiken, Metallblechen, Siliziumwafer) durch verschiedene, dem Fachmann bekannten Verfahren (CVD, PVD, Spin-on, thermische Oxidation u. a.) erzeugt werden.

Im folgenden werden unter Gläsern Siliziumoxid-und Siliziumnitrid- enthaltende Materialien verstanden, die ohne Auskristallisation der Glaskom- ponenten im festen amorphen Aggregatzustand vorliegen und in der Mikro- struktur aufgrund fehlender Fernordnung einen hohen Fehlordnungsgrad aufweisen.

Es werden neben dem reinen SiO2-Glas (Quarzglas) alle Gläser erfasst (z. B. dotierte Gläser wie Borosilikat-, Phosphorsilikat-, Borophosphorsilíkatg läser, Farb-, Milch-, Kristallgitiser, optische Gläser), die Si02 und andere Kompo- nenten enthalten, insbesondere Elemente wie z. B. Kalzium, Natrium, Alumi- nium, Blei, Lithium, Magnesium, Barium, Kalium, Bor, Berylium, Phosphor, Gallium, Arsen, Antimon, Lanthan, Zink, Thorium, Kupfer, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Molybdän, Vanadium, Titan, Gold, Platin, Palladium, Silber, Cerium, Cäsium, Niob, Tantal, Zirkonium, Neodym, Praseodym, wel- che in Form von Oxiden, Karbonaten, Nitraten, Phosphaten, Sulfaten und/oder Halogeniden in den Gläsern auftreten oder als Dotierungselemente in den Gläsern fungieren. Dotierte Gläser sind z. B. Borosilikat-, Phosphorsili- kat-, Borophosphorsilikatglaser, Farb-, Milch-, Kristallgläser und optische Gläser.

Das Siliziumnitrid kann ebenfalls andere Elemente, wie Bor, Aluminium, Gal- lium, Indium, Phosphor, Arsen, oder Antimon enthalten.

Definition von Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierenden Systemen : Als Siliziumoxid-basierende Systeme werden im folgenden alle kristallinen Systeme definiert, die nicht unter die oben gegebene Definition der amor- phen SiO2-Gläser fallen und auf Siliziumdioxid basieren, das können insbe- sondere die Salze und Ester der Orthokieselsäure und deren Kondensati- onsprodukte sein-allgemein vom Fachmann als Silikate bezeichnet-sowie Quarz und Glaskeramiken.

Weiterhin werden andere auf Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierende Systeme, insbesondere die Salze und Ester der Orthokieselsäure und deren Kondensationsprodukte mit erfasst. Es werden neben dem reinen SiO2 (Quarz, Tridymit, Cristobalit) alle SiO2-basierende Systeme erfasst, die aus SiO2 bzw. aus"diskreten"und/oder verknüpften [SiO4]-Tetraedern aufgebaut sind wie z. B. Insel-, Gruppen-, Ring-, Ketten-, Band-, Schicht-, Gerüstsilikate und andere Komponenten enthalten, insbesondere Elemente/Komponenten wie z. B. Kalzium, Natrium, Aluminium, Lithium, Magnesium, Barium, Kalium, Berylium, Scandium, Mangan, Eisen, Titan, Zirkonium, Zink, Cerium, Yttrium, Sauerstoff, Hydroxylgruppen, Halogenide.

Als Siliziumnitrid-basierende Systeme werden im folgenden alle kristal- linen und teilkristallinen (meist als mikrokristallin bezeichneten) Syste- me definiert, die nicht unter die oben gegebene Definition der amorphen Siliziumnitrid-Giäser/-Schichten fallen. Dazu zählen das Si3N4 in seinen Modifikationen a-Si3N4 und ß-SigN4 und alle kristallinen und teilkristalli- nen SiNX-, SiNX : H Schichten. Das kristalline Siliziumnitrid kann andere Elemente wie Bor, Aluminium, Gallium, Indium, Phosphor, Arsen, Anti- mon enthalten.

1. Ätzen von Strukturen auf Glas Durch Anwendung von Ätzmitteln, d. h. von chemisch aggressiven Verbin- dungen kommt es zur Auflösung des, dem Angriff des Ätzmittels ausgesetz- ten Materials. Dabei wird nicht nur die erste Schicht der Angriffsfläche, son- dern-von der Angriffsfläche aus betrachtet-werden auch tiefer liegende Schichten angegriffen und abgetragen.

2. Atzen von Strukturen auf Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basieren-den Gläsern und anderen Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierenden Syste- men Nach dem heutigen Stand der Technik können beliebige Strukturen selektiv in Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierende Gläser und andere Silizium- oxid-und Siliziumnitrid-basierende Systeme bzw. deren Oberflächen und de- ren Schichten variabler Dicke direkt durch lasergestützte Atzverfahren oder nach erfolgter Maskierung nasschemisch [1,2] bzw. durch Trockenätzverfah- ren geätzt werden. [3] Bei den lasergestutzten Ätzverfahren rastert der Laserstrahl das gesamte Ätzmuster Punkt für Punkt auf dem Glas ab, was neben einem hohen Präzi- sionsgrad auch einen beträchtlichen Justier-und Zeitaufwand erfordert.

Die nasschemischen und Trockenätzverfahren beinhalten materialintensive, zeit-und kostenaufwendige Prozessschritte : A. Maskierung der nicht zu ätzenden Bereiche, z. B. durch : Fotolithografie : Herstellung eines Negativs oder Positivs der Ätzstruktur (abhängig vom Lack), Belackung der Substratoberfläche (z. B. durch Schleuderbelackung mit einem flüssigen Fotolack), Trocknen des Foto- lacks, Belichtung der belackten Substratoberfläche, Entwicklung, Spüien, ggf. Trocknen B. Ätzen der Strukturen durch : * Tauchverfahren (z. B. Nassätzen in Nasschemiebänken) : Eintauchen der Substrate in das Ätzbad, Ätzvorgang, mehrfaches Spülen in H20- Kaskadenspülbecken, Trocknen Spin-on oder Sprühverfahren : Die ätzlösung wird auf ein drehendes Sub- strat aufgebracht, der Ätzvorgang kann ohne/mit Energieeintrag (z. B. IR- oder UV-Bestrahlung) erfolgen, danach folgen Spulen und Trocknen . Trockenätzverfahren wie z. B. Plasmaätzen in teuren Vakuumanlagen oder Ätzen mit reaktiven Gasen in Durchflussreaktoren [1] D. J. Monk, D. S. Soane, R. T. Howe, Thin Solid Films 232 (1993), 1 [2] J. Bühler, F.-P. Steiner, H. Baltes, J. Micromech. Microeng. 7 (1997), R1 [3] M. Köhler"Ätzverfahren für die Mikrotechnik", Wiley VCH 1983.

3. Ganzflächiges Ätzen von Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierenden Glä- sern und anderen Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierenden Systemen Um Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierende Gläser und andere Silizium- oxid-und Siliziumnitrid-basierende Systeme und deren Schichten variabler Dicke ganzflächig bis in eine bestimmte Tiefe zu ätzen, werden vorwiegend Nassätzverfahren genutzt. Die Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierenden Gläser und andere Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierende Systeme und deren Schichten variabler Dicke werden in Ätzbäder, die meist die giftige und stark ätzende Flusssäure bzw. andere Mineralsäure als Ätzkomponente ent- halten, getaucht.

Die Nachteile der beschriebenen Ätzverfahren liegen in den zeit-, material-, kostenintensiven und in teilweise technologisch und sicherheitstechnisch aufwendigen und diskontinuierlich durchgeführten Prozessschritten begrün- det.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein in einem mit hohen möglichen Durchsätzen, technologisch einfachen Ätzverfahren für anorgani- sche Oberflächen, insbesondere für Glas und andere auf Siliziumoxid-oder Siliziumnitrid-basierenden-Systeme, und deren Schichten mit variabler Di- cke einsetzbares Ätzmedium zur Verfügung zu stellen, wodurch dieses einfa- che Ätzverfahren sich im Vergleich zu den üblichen Nass-und Trockenätz- verfahren in der flüssigen bzw. Gasphase wesentlich kostengünstiger ges- taltet.

Gegenstand der Erfindung sind somit druckfähige, homogene, partikelfreie Ätzpasten, die ein vorteilhaftes, nichtnewtonsches Fließverhalten aufweisen und deren Verwendung zum Ätzen von anorganischen Oberflächen, insbe- sondere von Oberflächen von auf Siliziumoxid und Siliziumnitrid basierenden Gläsern und anderer auf Siliziumoxid und Siliziumnitrid basierenden Systeme und ihrer Schichten variabler Dicke.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung dieser homogenen, par- tikelfreien Ätzpasten, die ein nichtnewtonsches Fließverhalten aufweisen, in- im Vergleich zu den üblichen Nass-und Trockenätzverfahren in der flüssigen bzw. Gasphase-kostengünstigeren, für hohe Durchsätze geeignete, konti- nuierlich durchführbare, sowie technologisch einfachen Druck-/Ätzverfahren für Glas und für andere auf Siliziumdioxid und Siliziumnitrid basierende Sys- temen.

Die Herstellung, Formgebung und Nachbehandlung wie z. B. Schleifen, Polie- ren, Läppen, Wärmebehandlung der SiO2-basierenden Systeme sind-wie bei den Gläsern-für die erfindungsgemäß beschriebene Verwendung von druckfähigen, homogenen, partikelfreien Ätzpasten mit nichtnewtonschem FlieRverhalten unerheblich.

Die Erfindung bezieht sich sowohl auf das Ätzen von SiO2-oder Siliziumnit- rid-beschichteten Substraten als einheitliche massive nichtporöse und porö- se Festkörper (z. B. Glaskörner,-pulver, Flach-, Hohl-, Spiegel-, Sinterglas), gewonnen z. B. aus Glasschmelzen, als auch auf das Atzen von nichtporösen und porösen Glasschichten variabler Dicke, die auf anderen Substraten (z. B.

Keramiken, Metallblechen, Siliziumwafer) durch verschiedene, dem Fach- mann bekannten Verfahren (z. B. CVD, PVD, Spin-on von Si-haltigen Precur- soren, thermische Oxidation...) erzeugt wurden.

Die Ätzpasten werden in einem einzigen Verfahrensschritt auf die zu ätzende Substratoberfläche aufgebracht. Die zu ätzende Oberflache kann dabei eine Fläche oder Teilfläche an einem homogenen massiven porösen oder nichtpo- rösen Körper aus Siliziumoxid-oder Siliziumnitrid-basierendem Glas und an- deren Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierenden Systemen sein, (z. B. die Oberfläche einer Siliziumoxid-Glasscheibe) und/oder eine Fläche oder Teil- fläche an einer porösen und nichtporösen Schicht aus Glas und anderen Sili- ziumoxid-und Siliziumnitrid-basierenden Systemen auf einem Trägermaterial sein.

Ein für die Übertragung der Ätzpaste auf die zu ätzende Substratoberfläche geeignetes Verfahren mit hohem Automatisierungsgrad und Durchsatz nutzt die Drucktechnik. insbesondere die Sieb-, Schablonen-, Tampon-, Stempel-, Ink-Jet-Druckverfahren sind dem Fachmann bekannte Druckverfahren. Ein manuelles Auftragen ist ebenfalls möglich.

In Abhängigkeit von der Sieb-, Schablonen-, Klischee-, Stempelgestaltung bzw. Patronenansteuerung ist es möglich, die erfindungsgemäß beschriebe- nen druckfähigen, homogenen, partikelfreien Atzpasten mit nichtnewton- schem Fließverhalten ganzflächig bzw. gemäß der Atzstrukturvorlage selektiv nur an den Stellen aufzutragen, an denen eine Ätzung erwünscht ist. Sämtli- che Maskierungs-und Lithografieschritte wie unter A) beschrieben entfallen.

Der Ätzvorgang kann mit oder ohne Energieeintrag, z. B. in Form von Wär- mestrahlung (mit IR-Strahler) stattfinden. Nach erfolgterÄtzung werden die druckfähigen, homogenen, partikelfreien Ätzpasten mit nichtnewtonschem Fließverhalten von der geätzten Fläche mit einem geeigneten Lösungsmittel abgespült und/oder ausgebrannt.

Durch Variation folgender Größen lassen sich die Ätztiefe in Sitiziumoxid-und Siliziumnitrid-basierenden Gläsern bzw. anderen Siliziumoxid-und Silizium- nitrid-basierenden Systemen und deren Schichten variabler Dicke, und beim selektiven Strukturätzen zusätzlich die Kantenschärfe der Ätzstrukturen ein- stellen : * Konzentration und Zusammensetzung der Ätzkomponenten * Konzentration und Zusammensetzung der eingesetzten Lösungsmittel * Konzentration und Zusammensetzung der Verdickersysteme * Konzentration und Zusammensetzung der gegebenenfalls zugesetzten Säuren * Konzentration und Zusammensetzung der gegebenenfalls zugesetzten Additive wie Entschäumer, Thixotropiermittel, Verlaufsmittel, Entlüfter, Haftvermittler * Viskosität der erfindungsgemäß beschriebenen druckfähigen, homogenen, partikelfreien Ätzpasten mit nichtnewtonschem Fließverhalten * Ätzdauer mit oder ohne Energieeintrag in die mit der jeweiligen Atzpaste bedruckten anorganischen Oberfläche und deren Schichten und Energieeintrag in das mit der Ätzpaste bedruckte System.

Die Ätzdauer kann je nach Anwendungszweck, gewünschter Ätztiefe und/oder Kantenschärfe der Atzstrukturen zwischen einigen Sekunden und mehreren Minuten betragen. Im allgemeinen wird eine Ätzdauer zwischen 1- 15 min eingestellt.

Die erfindungsgemäß beschriebenen druckfähigen, homogenen, partikelfrei- en Ätzpasten mit nichtnewtonschem Fließverhalten sind-im Vergleich mit flüssigen, gelösten bzw. gasförmigen Ätzmitteln wie anorganische Mineral- säuren der Gruppe Flusssäure, Fluoride, HF-Gas, und SF6-vorteilhafter Weise wesentlich einfacher, sicherer und ätzmittelsparender zu handhaben.

Die erfindungsgemäßen druckfähigen, homogenen, partikelfreien Ätzpasten mit nichtnewtonschem Fließverhalten setzen sich zusammen aus : a. einer ätzenden Komponente für Glas und für andere auf Si02- basierenden Systeme und deren Schichten b. Lösungsmittel c. Verdickungsmittel d. gegebenenfalls organischer (n) und/oder anorganischer (n) Säure (n) e. gegebenenfalls Additive wie Entschäumer, Thixotropiermittel, Verlaufsmit- tel, Entiüfter, Haftvermittler Die Ätzwirkung der erfindungsgemäß beschriebenen druckfähigen, homoge- nen, partikelfreien Ätzpasten mit nichtnewtonschem Fließverhalten auf Ober- flächen Siliziumoxid-und Siliziumnitrid basierender Gläser und andere Silizi- umoxid-und Siliziumnitrid-basierender Systeme beruht auf dem Einsatz von Lösungen Fluorid-haltiger Komponenten mit oder ohne Säurezusatz, insbe- sondere Lösungen von Fluoriden, Bifluoriden, Tetrafluoroboraten wie z. B.

Ammonium-, Alkali-, Antimonfluoride, Ammonium-, Alkali-, Kalziumbifluoride, alkylierte Ammonium-, Kaliumtetrafluoroborate sowie deren Mischungen.

Diese Ätzkomponenten sind in den Ätzpasten bereits bei Temperaturen im Bereich von 15-50 °C, insbesondere bei Raumtemperatur, wirksam und/oder werden durch Energieeintrag beispielsweise durch Wärmestrahlung durch IR-Strahler (bis ca. 300 °C), UV-oder Laser-Strahlung aktiviert.

Der Anteil der eingesetzten Ätzkomponenten liegt in einem Konzentrations- bereich von 2-20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 5-15 Gew.-%, bezo- gen auf die Gesamtmasse der Ätzpaste.

Das Lösungsmittel kann den Hauptbestandteil der Ätzpaste bilden. Der Anteil kann im Bereich von 10-90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 15- 85 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Ätzpaste liegen.

Geeignete Lösungsmittel können anorganische und/oder organische Lö- sungsmittel oder Mischungen derselben sein. Geeignete Lösungsmittel, wel- che rein oder in entsprechenden Gemischen einsetzbar sind, können je nach Verwendungszweck sein : * Wasser * einfache oder mehrwertige Alkohole, wie z. B. Diethylenglykol, Dipropy- lenglykol, 1,2-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, Glycerin, 1,5 Pen- tandiol, 2-Ethyl-l-hexanol oder deren Gemische * Ketone wie z. B. Acetophenon, Methyl-2-hexanon, 2-Octanon, 4-Hydroxy- 4-methyl-2-pentanon oder 1-Methyl-2-pyrrolidon * Ether wie Ethylenglycolmonobutylether, Triethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonobutylether oder Dipropylenglykolmonomethylether * Carbonsäureester wie [2,2-Butoxy- (Ethoxy)]-Ethylacetat * Ester der Kohlensäure wie Propylencarbonat anorganische Mineralsäuren wie Salzsaure, Phosphorsäure, Schwefelsäu- re oder Salpetersäure oder organische Säuren, die eine Alkylrest- Kettenlänge von n = 1-10 aufweisen, oder deren Gemische. Der Alkylrest kann sowohl geradkettig als auch verzweigt sein. insbesondere sind orga- nische Carbon-, Hydroxycarbon-und Dicarbonsäuren wie Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Oxalsäure o. a. geeignet.

Diese Lösungsmittel oder deren Gemische sind u. a. auch geeignet, nach erfolgter Ätzung das Ätzmedium wieder zu entfernen und gegebenenfalls die geätzte Oberfläche zu reinigen.

Die Viskosität der erfindungsgemäß beschriebenen druckfähigen, homoge- nen, partikelfreien Ätzpasten mit nichtnewtonschem Fließverhalten wird durch netzwerkbildende, in der flüssigen Phase quellende Verdickungsmittel erzielt und lässt sich je nach gewünschtem Einsatzgebiet variieren. Die erfindungs- gemäß beschriebenen druckfähigen, homogenen, partikelfreien Ätzpasten mit nichtnewtonschem Fließverhalten umfassen alle Atzpasten, die keine Konstanz der Viskosität von der Scherrate aufweisen, insbesondere Ätzpas- ten mit scherverdünnender Wirkung. Das durch Verdickungsmittel erzeugte Netzwerk bricht unter Scherbelastung zusammen. Die Wiederherstellung des Netzwerkes kann ohne Zeitverzögerung (strukturviskose Ätzpasten mit plas- tischem bzw. pseudoplastischem Fließverhalten) bzw. mit Zeitverzögerung (Ätzpasten mit thixotropem Fließverhalten) erfolgen.

Die druckfähigen, homogenen, partikelfreien Ätzpasten mit nichtnewton- schem Fließverhalten sind mit Verdickungsmitteizusatz völlig homogen. Es kommen keine partikulären Verdicker wie z. B. partikuläre Silikon-oder Acryl- harze zum Einsatz.

Mögliche Verdickungsmittel sind Polymere, basierend auf folgenden Mono- mereinheiten : Glukoseeinheiten -ß-glucosidisch verknüpft, d. h. Cellulose und/oder Cellulosederivate wie Celluloseether, insbesondere Ethyl- (z. B. Aqualon@ EC), Hydroxylpro- pyl- (z. B. Klucel@), Hydroxylethylcellulose (z. B. Natrosol0), und Salze des Glykolsäureethers der Cellulose, insbesondere Natrium- Carboxymethylhydroxyl-ethylcellu lose (z. B. Na-CMHEC) -a-glucosidisch verknupft, d. h. Stärke und/oder Stärkderivate wie oxi- dierte Stärke, insbesondere Natriumcarboxymethylstärke (vivastarE P0100 bzw. vivastar0 P5000) und Stärkeether, insbesondere Anioni- sches Heteropolysaccharide (Deuteron@ VT819 bzw. Deuteron@ XG) . funktionalisierte Methacrylateinheiten, insbesondere Kationisches Methac- rylat/Methacrylamid wie Borchige ! @ A PK funktionalisierte Vinyleinheiten d. h.

-Polyvinylalkohole mit unterschiedlichem Hydrolysegrad, insbesondere MowiolE 47-88 (teilhydrolysiert, d. h. Vinylacetat-und Vinylalkoholein- heiten) bzw. Mowiol0 56-98 (vollhydrolysiert) -Polyvinylpyrolidone (PVP), insbesondere PVP K-90 bzw.

PVP K-120 Die Verdicker können einzeln oder in Kombinationen mit anderen Verdickern eingesetzt werden.

Der Anteil der Verdickungsmittel, der zur gezielten Einstellung des Viskosi- tätsbereiches und grundsätzlich zur Bildung einer druckfähigen Pastee erfor- derlich ist, liegt im Bereich von 0,5-25 Gew.-%, bevorzugt 3-20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Ätzpaste.

Wie bereits beschrieben, sind auch die erfindungsgemäßen Ätzpasten mit Verdickungsmitteizusatz völlig homogen. Sie enthalten keine partikulären Verdicker wie z. B. partiku Silikon-oder Acryiharze.

Organische und anorganische Säuren, deren pKs-Wert zwischen 0-5 liegen, können den erfindungsgemäß. beschriebenen druckfähigen, homogenen, partikelfreien Ätzpasten mit nichtnewtonschem Fließverhalten hinzugefügt sein. Anorganische Mineralsäuren wie z. B. Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure als auch organische Säuren, die eine Alkyl- rest-Kettenlänge von n=1-10 aufweisen, verbessern die Ätzwirkung der druckfähigen, homogenen, partikelfreien Ätzpasten mit nichtnewtonschem Fließverhalten. Der Alkylrest der organischen Säuren kann sowohl geradket- tig als auch verzweigt sein, insbesondere sind organische Carbon-, Hydroxy- carbon-und Dicarbonsäuren wie Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Oxalsäure oder andere geeignet. Der Anteil der Säure/n kann im Bereich von 0-80 Gew % bezogen auf die Gesamtmasse der Ätzpaste liegen.

Additive mit für den gewünschten Zweck vorteilhaften Eigenschaften sind Entschäumer, wie z. B. das unter dem Handelsnamen erhaltliche TEGOO Foamex N, Thixotropiermittel, wie BYKO 410, Borchigele Thixo2, Verlaufsmittel, wie TEGOO Glide ZG 400, Entlüfter, wie TEGOO Airex 985 und Haftvermittler, wie Bayonet@ FT 929.

Diese können die Druckfähigkeit der Atzpaste positiv beeinflussen. Der Anteil der Additive liegt im Bereich von 0-5 Gew % bezogen auf die Gesamtmasse der Ätzpaste.

Anwendungsgebiete für die erfindungsgemäßen Ätzpasten finden sich z. B. in der Solarzellenindustrie (Photovoltaik-Bauelemente wie Solarzellen, Photodioden) * Halbleiterindustrie *Glasindustrie 'Hoch Hochleistungselektronik Die erfindungsgemäßen neuen, druckfähigen, homogenen, partikelfreien Ätzpasten mit nichtnewtonschem Fließverhalten können insbesondere überall dort eingesetzt werden, wo eine ganzflächige und/oder strukturierte Ätzung von Oberflächen Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierender Gläsern und anderer auf Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierenden Systemen so- wie deren Schichten gewünscht wird.

So können ganze Flächen aber auch selektiv einzelne Strukturen in einheitli- che massive nichtporöse und poröse Gläser und andere einheitliche massive nichtporöse und poröse Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basierende Systeme bis in die gewünschte Tiefe geätzt werden, d. h. der Ätzvorgang kann alle Be- reiche zwischen dem mikrostrukturellen Aufrauhen (noch durchsichtige Glä- ser mit Lichtstreueffekt) über frosting-/Mattierungseffekte bis zum Ätzen tiefer Ätzstrukturen (z. B. Markierungen, Ornamente/Muster) umfassen. Anwen- dungsgebiete sind z. B. : * die Herstellung von Sichtfenstern für Armaturen, Messgeräte aller Art * die Herstellung von Glasträgern für Außenanwendungen (z. B. für Solarzellen und Wärmekollektoren) angeätzte Glasflächen im medizinischen und Sanitärbereich, sowie für dekorative Zwecke, einschließlich künstlerischer und architektonischer Anwendungen * angeätzte Glasbehältnisse für Kosmetikartikel, Lebensmittel, Geträn- ke * gezieltes Anätzen von Gläsern und anderer Siliziumoxid-basierender Systeme für Markierungs-, Kennzeichnungszwecke, z. B. für Markie- rung/Kennzeichnung von Behälter-, Flachglas * gezieltes Anatzen von Gläsern und anderer Siliziumoxid-basierender Systeme für mineralogische, geologische und mikrostrukturelle Unter- suchungen insbesondere die Sieb-, Schablonen-, Tampon-, Stempel-, Ink-Jet- Druckverfahren sind geeignete Techniken, die Ätzpasten wie gewünscht auf- zutragen. Generell ist neben den genannten Druckverfahren auch ein manu- elles Auftragen (z. B. Pinsel) möglich.

Neben der industriellen Anwendung sind die Ätzpasten auch für den Heim- werker-und Hobbybedarf geeignet.

Die erfindungsgemäß beschriebenen druckfähigen, homogenen, partikelfrei- en Ätzpasten mit nichtnewtonschem Fließverhalten können überall dort ein- gesetzt werden, wo Schichten von Gläsern und anderen Siliziumoxid- basierenden sowie von Siliziumnitrid-basierenden Systemen variabler Dicke ganzflächig und/oder strukturiert geätzt werden sollen. Anwendungsgebiete sind z. B. : * sämtliche Ätzschritte an Schichten von Siliziumoxid-und Siliziumnitrid- basierenden Gläsern und anderen Siliziumoxid-und Siliziumnitrid- basierenden Systemen, die zur Herstellung von Photovoltaik- Bauelementen wie Solarzellen, Photodioden und dgl. führen, insbesondere sind dieses a) das Entfernen von Siliziumoxid-/dotiertem Siliziumoxid- (z. B. Phos- phorglas nach der n-Dotierung der Solarzelle) und Siliziumnitrid- schichten b) das selektive Offnen von Passivierungsschichten aus Siliziumoxid und Siliziumnitrid zur Erzeugung doppelstufiger selektiver Emitter (nach Offnen nochmalige Dotierung zur Erzeugung von n++-Schichten) und/oder lokaler p+-Back-Surface-Fields (BSF) c) Kantenätzung von Siliziumoxid-und/oder Siliziumnitrid-beschichteten Solarzellenscheiben sämtliche Atzschritte an Schichten von Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-ba- sierenden Gläsern und anderen Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basieren- den Systemen, die zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und Schaltkreisen führen und das Öffnen von Passivierungsschichten aus Sili- ziumoxid und Siliziumnitrid erfordern sämtliche Ätzschritte an Schichten von Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-ba- sierenden Gläsern und anderen Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-basieren- den Systemen, die zur Herstellung von Bauelementen in der Hochleis- tungselektronik führen Insbesondere die Sieb-, Schablonen-, Tampon-, Stempel-, Ink-Jet- Druckverfahren sind geeignete Techniken, die Ätzpasten wie gewünscht auf- zutragen. Generell ist neben den genannten Druckverfahren auch ein manu- elles Auftragen möglich.

Neben der industriellen Anwendung sind die Ätzpasten auch für den Heim- werker-und Hobbybedarf geeignet.

Beispiele Zum besseren Verständnis und zur Verdeutlichung werden im folgenden Bei- spiele gegeben, die im Rahmen des Schutzbereiches der vorliegenden Erfin- dung liegen, jedoch nicht geeignet sind, die Erfindung auf diese Beispiele zu beschränken.

Beispiel 1 21 g Ethylenglycolmonobutylether 39 g 35% ige NH4HF2-Lösung 30 g Ameisensäure (98-100% ig) 10 g PVP K-120 Ethylenglycolmonobutylether und Ameisensäure werden in einem PE-Becher vorgelegt. Im Anschluß daran wird eine wässrige 35 % ige NH4HF2-Lösung hinzugegeben. Dann erfolgt die sukzessive Zugabe von PVP K-120 unter Rühren (mindestens 400 U/min). Während der Zugabe und noch ca. 30 min danach muss intensiv weiter gerührt werden. Die Abfüllung in Behälter erfolgt nach einer kurzen Standzeit. Diese Standzeit ist erforderlich, damit sich die in der Ätzpaste gebildeten Bläschen auflösen können.

Diese Mischung ergibt eine Ätzpaste, mit der gezielt Siliziumoxid-und Silizi- umnitrid-basierende Gläser und andere Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-ba- sierende Systeme und deren Schichten ganzflächig bzw. in Strukturen mit und/oder ohne Energieeintrag bis zu einer gewünschten Tiefe geätzt werden kann.

Die fotospektrometrisch ermittelte Ätzrate auf einer thermisch erzeugten Sili- ziumoxid-Schicht beträgt bei ganzflächiger Ätzung 120 nm/min. Die fo- tospektrometrisch ermittelte Ätzrate auf einer mittels PE-CVD erzeugten Sili- ziumnitrid-Schicht (Brechungsindex von n=1, 98) beträgt bei ganzflächiger Ätzung 70 nm/min.

Die erhaltene Ätzpaste ist lagerstabil, leicht zu handhaben und druckfähig.

Sie kann z. B. mit Wasser vom bedruckten Material bzw. vom Pastenträger (Sieb, Rakel, Schablone, Stempel, Klischee, Patrone usw.) entfernt oder im Ofen ausgebrannt werden.

Beispiel 2 22 g Triethylenglycolmonomethylether 43 g 35% ige NH4HF2-Lösung 20 g deionisiertes Wasser 12 g PVP K-120 Triethylenglycolmonomethylether wird vorgelegt und wie in Beispiel 1 mit al- len flüssigen Komponenten unter Rühren versetzt. Zum Schluss wird das Verdickungsmittel PVP K-120 unter Rühren (mindestens 400 U/min) sukzes- siv eingetragen. Während der Zugabe und noch ca. 30 min danach muss in- tensiv weiter gerührt werden. Die Abfüllung in Behälter erfolgt nach einer kur- zen Standzeit. Diese Standzeit ist erforderlich, damit sich die in der Ätzpaste gebildeten Bläschen auflösen können.

Diese Mischung ergibt eine Ätzpaste, mit der gezielt Siliziumoxid-und Silizi- umnitrid-basierende Gläser und andere SiO2-und Siliziumnitrid-basierende Systeme und deren Schichten ganzflächig bzw. in Strukturen mit und/oder ohne Energieeintrag bis zu einer gewünschten Tiefe geätzt werden kann.

Die fotospektrometrisch ermittelte Ätzrate auf einer thermisch erzeugten Sili- ziumoxid-Schicht beträgt bei ganzflächiger Ätzung 106 nm/min.

Die erhaltene Ätzpaste ist lagerstabil, leicht zu handhaben und druckfähig.

Sie kann z. B. mit Wasser vom bedruckten Material bzw. vom Pastenträger (Sieb, Rakel, Schablone, Stempel, Klischee, Patrone usw.) entfernt oder im Ofen ausgebrannt werden.

Beispiel 3 12 g festes NH4HF2 142 g Milchsäure 10 g Ethylcellulose 36 g Ethylenglycolmonobutylether Die Ethylcellulose wird im vorgelegten Ethylenglycolmonobutylether bei 40°C im Wasserbad sukzessiv eingerührt. Das feste NH4HF2 wird ebenfalls unter Rühren in der Milchsäure gelöst und anschließend zu der Ethylcellulose- Stammpaste zugegeben. Beides zusammen wird noch 2h bei 600 U/min ge- rührt.

Diese Mischung ergibt eine Ätzpaste, mit der gezielt Siliziumoxid-und Silizi- umnitrid-basierende Gläser und andere Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-ba- sierende Systeme und deren Schichten ganzflächig bzw. in Strukturen mit und/oder ohne Energieeintrag bis zu einer gewünschten Tiefe geätzt werden kann.

Die fotospektrometrisch ermittelte Ätzrate auf einer thermisch erzeugten Sili- ziumoxid-Schicht beträgt bei ganzflächiger Ätzung 23 nm/min.

Die erhaltene Atzpaste ist lagerstabil, leicht zu handhaben und druckfähig.

Sie kann z. B. mit Aceton oder Butylacetat vom bedruckten Material bzw. vom Pastenträger (Sieb, Rakel, Schablone, Stempel, Klischee, Patrone usw.) entfernt oder im Ofen ausgebrannt werden.

Beispiel 4 15g Ethylenglycolmonobutylether 15 g Triethylenglycolmonomethylether 29 g Propylencarbonat 72 g Ameisensäure 46 g 35% ige NH4HF2-Lösung 24 g PVP K-90 Das Lösungsmittelgemisch und die Ameisensäure werden in einem PE- Becher vorgelegt. Im Anschluß daran wird eine wässrige 35 % ige NH4HF2- Lösung hinzugegeben. Dann erfolgt die sukzessive Zugabe von PVP K-120 unter Rühren (mindestens 400 U/min). Während der Zugabe und noch ca. 30 min danach muss intensiv weiter gerührt werden. Die Abfüllung in Behälter erfolgt nach einer kurzen Standzeit. Diese Standzeit ist erforderlich, damit sich die in der Ätzpaste gebildeten Bläschen auflösen können.

Diese Mischung ergibt eine Ätzpaste, mit der gezielt Siliziumoxid-und Silizi- umnitrid-basierende Gläser und andere Siliziumoxid-und Siliziumnitrid-ba- sierende Systeme und deren Schichten ganzflächig bzw in Strukturen mit und/oder ohne Energieeintrag bis zu einer gewünschten Tiefe geätzt werden kann.

Die fotospektrometrisch ermittelte Ätzrate auf einer thermisch erzeugten Sili- ziumoxid-Schicht beträgt bei selektiver Atzung von ca. 80 um breiten Struk- turen 67 nm/min. Die fotospektrometrisch ermittelte Ätzrate auf einer mittels PE-CVD erzeugten Siliziumnitrid-Schicht beträgt bei selektiver Ätzung von ca. 100 um breiten Strukturen und einer Ätztemperatur von 40 °C 35 nm/min.

Die erhaltene Ätzpaste ist lagerstabil, leicht zu handhaben und druckfähig.

Sie kann z. B. mit Wasser vom bedruckten Material bzw. vom Pastenträger (Sieb, Rakel, Schablone, Stempel, Klischee, Patrone usw.) entfernt oder im Ofen ausgebrannt werden.