CN104093552B - 用于生产结构化光学部件的方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的方法用于生产光学部件、具体为用于包封微系统的盖，其中，在布置之前生产的至少一个强化元件布置在第一衬底上，结果生成堆叠。此堆叠在连接到第二衬底之后被加热，结果变形第一衬底，使得第一衬底中至少被强化元件覆盖的区域移动和/或倾斜或第一衬底与强化元件进行接触。在根据本发明的可选方法中，强化元件布置在第二衬底上，其中此堆叠然后连接到第一衬底。然后加热第一衬底，使得第一衬底的区域和强化元件进行接触。

Description

用于生产结构化光学部件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产结构化光学部件的方法，具体涉及生产用于包封必须执行具体光学功能的微系统的盖的方法。
用于包封通常布置在载体衬底上的微系统(例如MOEMS、MEMS)的盖一般至少提供免于污染物污染的保护并且同时不损坏微系统的机械和/或光学功能。如果微系统的功能不仅仅局限于分别在载体衬底面中运动或平行于载体衬底面运动，而是也提供垂直于载体衬底面的运动，则盖必须确保通常与微系统相对应的运动自由度。例如，这需要能够获得高表面质量的光学功能区域的结构化方法。
背景技术
如果微系统将发挥光学功能或者要光学测量微系统的具体参数或物理变量，例如通过干涉仪或通过视频序列分析来确定偏转(deflection)，则通常需要光学透明盖(图1a)。
在WO2004/1068665中，描述了一种用于MOEMS的晶片级封装方法，其提供由玻璃制成的盖。不过，在包封处理之前，分离具有MOEMS的载体晶片。将由此得到的分开(separate)的未包封芯片(DIEs)放置在新衬底上，进行固定、保持接触并紧接着进行包封。可以使用已知的压印和蚀刻方法和/或通过使用例如硅制成的隔垫(spacer)形成盖中的凹陷(depression)。
在US6146917中，描述一种用于MEMS/MOEMS的晶片级封装方法，其中，由硅或玻璃制成的设有凹陷的盖晶片通过熔接(fusion bonding)或阳极键合连接到载体晶片，由此得到气密封的壳体。可以通过使用KOH溶液的湿法化学蚀刻在由硅制成的盖晶片中形成所需的50-150μm深度的凹陷。
在US2005/0184304中，提出一种用于包封经过表面微机械加工的微镜阵列的晶片级封装方法。由玻璃制成的盖晶片具有用作光学窗口的凹陷，并且所述凹陷也可以具有相应精修层(finishing layer)。盖晶片中的凹陷可以具有大于100μm的深度并且使用例如蚀刻、铸造或压印的常用成形方法或通过使用隔垫来形成。
所列的所有文件具有共同特征，即盖的光学窗口呈现为平行于载体衬底、具体为载体晶片的衬底面(载体衬底面)并且由此平行于布置在其上的MEMS/MOEMS。此外，在现有技术中描述了多种盖，其具有由呈现为相对于载体衬底面倾斜的光学窗口所界定的凹陷。
如在WO 2007/069165和US 7,948,667中所述，可以通过倾斜光学窗口实现反射的消除(blank out)(图1b)。
根据US 2007/0024549 A1，也可以制造具有倾斜光学窗口的盖，其能够进行晶片级包封。盖的成形或所需凹陷的实现分别使用已知的压印和成形方法进行。
这样的成形方法例如包括玻璃深拉和毛坯压制。具体而言，毛坯压制也用于生产光学部件，例如，透镜；(见网页http://www.aixtooling.de/index.html？content＝/deutsch/aktuelles/aktuelles.html上的文章Bernd Bresseler,"Mikroproduktion-DerWerkzeugbau als Maβ der Dinge"和网页http://www.rpoptics.com/Precision％20Glass％20Molding％20Technical％20Brief_2.p df上的文章John Deegan RochesterPrecision Optics"Precision Glass Molding Technical Brief"。
具有扁平或面平行表面的光学部件，例如镜子、或部分透射性镜子以及分束器(见文件Chuan Pu,Zuhua Zhu andYu-Hwa Lo"Surface Micromachined IntegratedOpticPolarization Beam Splitter"；IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,Vol.10,No.7,JULY 1998 andLih Y.Lin and Evan L.Goldstein "Micro-Electro-MechanicalSystems(MEMS)for WDM Optical-Crossconnect Networks",IEEE 1999)通常通过微系统技术由硅生产。例如，因此斜交镜可以通过例如使用KOH的各向异性湿法化学蚀刻处理来实现(见文件Jenq-Yang Chang,Chih-Ming Wang,Chien-Chieh Lee,Hsi-Fu Shihand Mount-Learn Wu"Realizationof Free-Space Optical Pickup Head WithStacked Si-BasedPhase Elements"；IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS)。
在文件KyounggsikYu,Daesung Lee,UmaKrishnamoorthy,Namkyoo Park andOlav Solgaard"Micromachined Fourier transformspectrometer onsiliconopticalbenchplatform"；Sensors andActuators A130-131(2006)523-530中，微光学分束器和斜交镜也通过各种蚀刻方法来生产，其中，涉及光学功能表面的高质量、具体为微小粗糙度。可以通过KOH湿法化学蚀刻采用硅获得RMS表面 粗糙度小于20nm的表面。但是，这样的表面仅能在具有由硅的晶体结构预先确定的特定倾斜角度的标准硅晶片中实现。
基于玻璃(例如硼硅酸盐玻璃)通过蚀刻方法生产相应光学元件通常导致表面的粗糙度不符合光学应用的要求(见文件Xinghua Li,Takashi Abe,Masayoshi Esashi"Deepreactive ion etching of Pyrex glass using SF6plasma",Sensors and ActuatorsA87,2001,pp.139-145 and Ciprian Iliescu,Kwong Luck Tan,Francis E.H.Tay,Jianmin Miao"Deep Wet and Dry Etching of Pyrex Glass:A Review")。
在DE 102008 012384中另外描述了一种用于生产光学部件、具体为具有倾斜光学窗口的盖的方法。通过使用强化元件和通过玻璃流，充当光学窗口的区域可以保护和稳定的方式倾斜，由此可以实现高质量倾斜或移位的光学窗口。该方法的缺点在于，强化元件的实现与相对高材料花费联系在一起，因为起始层的较大区域必须通过蚀刻处理移除。
发明内容
因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，并提供用于生产光学部件、具体为具有移位和/或倾斜区域和高表面质量的盖的方法，该方法经济有效并且更加灵活。
根据本发明，通过权利要求1或权利要求2所述的用于生产光学部件、具体为盖的方法实现上述目的。
从属权利要求给出了优选的改良方法。
根据本发明权利要求1和2所述的方法用于生产光学部件，在此光学部件中，一个特定区域或多个特定区域或面(特别为表面)呈现为相对于第一衬底的至少一个衬底面倾斜和/或移位。光学部件具有至少一个光学元件，例如光学窗口、镜或部分透射镜、分束器、棱镜、和/或干扰滤波器，或者光学部件由至少一个光学元件构成。光学窗口的表面表示光学窗口的透射表面，应用中使用的辐射通过该表面入射到光学窗口中和/或再次去耦合。
例如，可以使用本发明的方法生产具有一个或多个光学窗口的盖，以包封微系统，该微系统必须执行特定光学功能，并且通常涂覆或布置在载体衬底上。硅晶片经常用作载体衬底，在其上通过表面微机械处理或体微机械处理形成待包封的微系统(例如，MEMS、MOEMS)。
根据权利要求1的用于生产光学部件的方法，包括以下步骤：
-提供第一衬底和第二衬底；
-通过将其与强化衬底拆分来提供至少一个强化元件；
-通过将至少一个强化元件布置在第一衬底上生成堆叠，由此强化元件覆盖第一衬底的区域；
-使第二衬底与堆叠进行接触；
-加热和变形第一衬底，使得第一衬底中被至少一个强化元件所覆盖的区域中至少一部分移位和/或倾斜，并且/或者第一衬底的区域与至少一个强化衬底进行接触。
第一衬底表示用于光学部件的起始衬底或基体衬底。为了确保光学部件、具体为表面的高质量，第一衬底的两个衬底侧或它们表示用于光学窗口的起始表面或其透射面的表面例如优选呈现为抛光。两个衬底侧的RMS表面粗糙度优选相应地小于或等于25nm，优选小于或等于15nm，更优选小于或等于5nm。
第一衬底的两个衬底侧优选呈现为扁平(平坦)和/或彼此面平行。
为了满足光学质量需要，第一衬底的两个衬底侧的平面度偏差优选小于应用中所使用的电磁波辐射的1/4波长，其中，特别优选地使用紫外到红外波长范围(例如，约200nm与15μm之间)的波长。因此，在长波光情况下，例如，波长为720nm，平面度偏差的值小于180nm是优选的。如果使用波长小于440nm的短波光，衬底侧的要求提高，使得小于110nm的平面度偏差的值是优选的。
第一衬底的两个衬底侧的面平行度偏差的值优选小于10μm。
在这样表面性能的情况下，第一衬底为光学部件提供最好的条件，例如，其引起光束路径的更小偏差和更小的束展宽，这会得到更少的光学信号损坏(corruption)。
平面度偏差和面平行度偏差以及RMS表面粗糙度的值通过干涉测量法确定。对于测量，使用白光和Atos的相位干涉仪MicroMap 512或Veeco的相位干涉仪VEECO WykoNT1100。
此外，第一衬底优选具有均质材料结构，以避免因为由第一衬底生产的光学部件而产生的不期望的折射和/或辐射偏转。
各种光学部件中至少部分区域、通常整体对于应用中使用的电磁辐射是透射性的。在大部分光学应用的情况下，要求这些区域相对于应用中使用的电磁辐 射具有最高可能性水平的透明度，例如，使得激光束尽可能不受影响地到达微系统。
因此，第一衬底优选包含玻璃和/或玻璃状材料或第一衬底的至少一部分区域由玻璃和/或玻璃状材料构成。根据本发明，玻璃状材料应理解为其热力学性能(无定形结构、玻璃化转变温度)与玻璃相似的物质，虽然其化学成分与硅酸盐玻璃不同。化学领域公知的人造玻璃或诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯以及聚苯乙烯的有机玻璃在这里提及作为示例。
特别优选的玻璃是硅酸盐玻璃、具体是硼硅酸盐玻璃，因为硼硅酸盐玻璃非常耐化学和耐热。硼硅酸盐玻璃的耐热性和对温度骤然变化的不敏感性是其热膨胀系数低的结果。另外，透射率非常高，超过90％，特别是在人类可见的波长范围内。
除了一个或多个第一衬底之外，提供至少一个第二衬底。
第二衬底优选包括半导体材料或者第二衬底至少部分区域由半导体材料构成。具体而言，半导体晶片、优选硅衬底用作第二衬底，由此可以使用半导体技术、特别是硅技术的成熟和可控处理。
第二衬底-具体为第二衬底与第一衬底和强化元件形成的堆叠进行直接或间接(例如，经由支撑结构)接触的区域-优选包含耐高温材料或由其构成，耐高温材料具体为石墨。由于很少倾向于连接到第一衬底、具体连接到玻璃以及因此引起的低水平磨损，这样的衬底可以分别多次使用或使用更长的时间段(更长的服务寿命)。
第二衬底优选具有至少一个第三凹陷，所述第三凹陷优选地形成在第二衬底的一侧，所述一侧是在(第二衬底与第一衬底和强化元件形成的堆叠)进行接触的方法步骤过程中和/或加热和变形的方法步骤过程中与由第一衬底和强化元件所形成的堆叠进行接触的一侧或面向由第一衬底和强化元件所形成的堆叠、具体为第一衬底的一侧。第二衬底的第三凹陷的深度优选在约100μm-1000μm之间，更优选为几毫米，使得第一衬底的与变形相关的偏转以及因此具体为第一凹陷的深度可以在较广范围上变化。
在进一步的方法步骤中，通过将其从至少一个强化衬底拆分来提供至少一个强化元件，其中，强化衬底优选呈现为板或晶片，具体呈现为硅或玻璃晶片。因此，可以从一个或多个强化衬底生产各种强化元件，并且可以分别减少或优 化确保强化元件的期望强度或厚度的处理步骤。
在优选实施例中，强化衬底和/或至少一个强化元件包含半导体材料，或者强化衬底和/或强化元件至少部分区域由半导体材料构成。特别优选的材料是硅，因为如果使用硅，可以使用半导体技术、特别硅技术中的成熟以及可控处理。不过，例如熔点比第一衬底高的玻璃(例如，高熔点玻璃)也可用于强化元件和/或强化衬底。强化元件和/或强化衬底的特别优选材料的热膨胀系数分别尽可能接近于第一衬底材料的热膨胀系数或者尽可能与其相同。热膨胀系数的差优选小于或等于5 ppm/°K，特别优选小于或等于1ppm/°K。因此可以降低在冷却过程中可能由于第一衬底和强化元件的不同强度的收缩所产生并且可能损伤第一衬底和/或强化元件或光学元件的机械张力。
通过将其从强化衬底拆分或分离提供强化元件。优选的拆分方法是锯掉、激光切割或激光加工、(可能在有先前划痕的情况下的)断裂、和/或蚀刻。与例如通过蚀刻沉积在第一衬底上的层并且因此产生比较高的材料烧蚀(material ablation)来生成强化元件的现有技术相比，通过优选在布置强化元件之前进行的例如使用锯掉、激光切割、断裂或蚀刻的生产处理，可以相当有效地使用强化衬底以及由此用于强化元件的起始材料。这种方式节省与其相关的进一步处理步骤、例如漆涂覆、曝光、漆结构化、漆移除，从而可以降低生产成本。
在布置之前生产强化元件的另外优点在于，由不同材料(例如，多个强化衬底)制成并具有不同尺寸(例如，厚度)或形状以及还具有不同性能(例如，关于透明度、反光或吸附行为)的强化元件可以提供用于随后的布置步骤。这使得可以根据期望规格优化和灵活采用生产工艺。
此外，在生产强化元件过程中，在布置步骤之前，第一衬底中与强化元件不进行接触或不连接到强化元件的区域更少程度地经历侵蚀性介质、例如蚀刻溶液，使得此区域分别可以更好地保留用于后来的接触和/或连接步骤，或者由此可以更好保持此区域的优选高表面性能。
在另外的优选实施例中，至少一个强化元件(具体为强化元件的、在本发明方法中与第一衬底进行接触的表面区域)的RMS表面粗糙度小于或等于25nm，优选小于或等于15nm，更优选小于或等于5nm，并且平面度偏差小于或等于180nm，更优选小于或等于110nm。
由于强化元件的高表面质量(例如，微小粗糙度、微小平面度偏差)，分别 可以保留第一衬底的高表面质量或者强化元件的高表面质量可以在加热和变形过程中转移到第一衬底，以确保生产的光学部件的高表面质量。
此外，通过将至少一个强化元件布置、具有为涂覆到第一衬底上，生成堆叠，由此强化元件覆盖或遮住第一衬底的区域。由第一衬底和强化元件形成的此堆叠在下文中也称为“基体堆叠”。
第一层、第一区域或第一器件布置或涂覆到第二衬底、第二区域或第二器件“上”的描述在这里和下文中可以指，第一层、第一区域或第一器件以直接机械接触和/或电接触的方式直接布置或涂覆到第二层、第二区域或第二器件上。此外，间接接触也可以指，另外的层、区域和/或器件布置在第一层、第一区域或第一器件与第二层、第二区域或第二器件之间。
例如，可以使用确保强化元件在第一衬底上的准确定位和精确布置的真空操纵器(真空吸取单元)、夹持器(套抓)、或拾取工具(真空吸取单元和夹持器的组合)进行强化元件在第一衬底上的布置。在此情况下，强化元件布置或涂覆到第一衬底上，使得减小或防止第一衬底中例如充当光学窗口的区域的变形。例如，具体由于强化元件的至少一部分覆盖或遮住第一衬底后来充当光学窗口或光学窗口一部分的区域，获得此特征。
在本发明的范围中，第一衬底的覆盖区域在第一衬底中的下述区域上延伸，即，位于存在于强化元件和第一衬底之间的接触表面或边界面上的区域以及此接触表面在第一衬底的相对衬底侧上的平行投影上的区域或其之间的区域，其中，接触表面的点与其在第一衬底的相对衬底侧上的影像的连接矢量平行于接触表面所产生的法向矢量，其中，接触表面所产生的法向矢量由接触表面的无穷小部分表面的指向第一衬底方向的法向单元矢量的矢量和来确定。第一衬底中与接触表面或其影像具有共同点的表面区域分别属于第一衬底的覆盖区域。
第一衬底的覆盖区域的定义是基于堆叠(基体堆叠/另一基体堆叠)，所述堆叠是在本发明方法中第一衬底的变形之前所提供的堆叠。
强化元件的其他材料稳定并保护第一衬底的覆盖区域并且抵抗变形。由此在提供的第一衬底中可以保持优选存在的高水平平面度、面平行度以及微小表面粗糙度，这是高质量光学部件的基础，另外，表面-具体为随后处理(例如，抛光步骤)不可接触的透射面可以实现高表面质量。
在将至少一个强化元件布置到或涂覆到第一衬底上的过程中，第一衬底和强 化元件具体通过胶合、焊接或焊接彼此连接、优选以形状配合和/或整体结合方式连接，以确保强化元件相对于第一衬底的高位置稳定性。方便地进行强化元件在第一衬底上的布置，使得减小或防止强化元件相对于第一衬底的移位和/或扭曲。
在优选实施例中，因为强化元件布置在第一衬底中用于容纳强化元件的对准凹陷中，从而实现形状配合连接。在此类型的布置中，分别不需要可能损害第一衬底表面质量的额外连接物质(例如，粘合剂)或专门连接步骤(例如，键合)。
在另一个优选实施例中，至少一个强化元件、例如硅芯片布置在第一衬底上或分别通过阳极键合、直接键合、等离子体激活键合和/或热键合连接到其上。在半导体工业中最重要的是，这些键合方法是经常使用的产生稳定连接的连接技术。这样的连接步骤、例如键合优选在真空中进行，例如由此在连接区域、具体在强化元件和第一衬底之间的边界面处可以避免空气混入和/或包含的颗粒，因此可以降低第一衬底的表面以及因此光学部件的表面上所产生的缺陷。
在根据本发明权利要求1所述的方法的特殊实施例中，在布置于第一衬底上之前，至少一个强化元件布置在定位装置上。
例如，可以使用确保强化元件在定位装置上的准确定位和精确装配的真空操纵器(真空吸取单元)、夹持器(套抓)、或拾取工具(真空吸取单元和夹持器的组合)进行将强化元件装配到定位装置，即转移和布置强化元件。
所有稳定强化元件和/或保持其对准在其位置的装置、器件和工具可适于定位装置。通过此稳定，可以使得与后续方法步骤中相关的强化元件的操纵变得相当容易。因此，例如可以在大气压下无尘室环境下面进行装配，并且例如可以在真空中另一个无尘室中进行随后连接步骤，例如阳极键合。
例如，基于磁力或静电力作用的粘附衬底或可以确保摩擦锁定(摩擦力增大的层)、整体结合(例如，涂覆粘附层)或形状配合连接(例如，凹陷或凹槽)的衬底适于用作定位装置。
对于随后连接步骤(例如，阳极键合)，定位装置优选呈现为导电性。定位装置因此优选包含导电材料和/或半导体材料(例如硅)或由其构成。
接收衬底可以用作优选定位装置。这样的接收衬底具有至少一个设计为容纳强化元件(具体以侧向固定或对准的方式保持强化元件)的凹槽或凹陷(接收 凹陷)。因为强化元件的对准在此情况下主要通过接收衬底和强化元件之间的形状配合连接来确保，在将强化元件布置在第一衬底上之后可以通过以简单方式取消形状配合来移除接收衬底，从而为进一步的处理步骤释放由第一衬底和强化元件形成的基体堆叠。接收衬底然后可以在下一个装配操作中重复使用，并且因此可使用多次，由此相应地降低制造花费和制造成本。
为了在将强化元件布置在第一衬底上的过程中防止接收衬底与第一衬底的接触，从而在进一步连接和/或接触步骤中保持第一衬底中与强化元件不进行接触或不连接到强化元件的区域中的表面质量，或者为了能够确保在将强化元件布置在第一衬底上之后在最少可能问题的情况下移除接收衬底，优选以如下方式设计接收凹陷，即，强化元件中的至少一个在布置在接收衬底之后突出接收衬底的界定表面之外。特别优选地，所有强化元件在布置在接收衬底上之后突出接收衬底的界定表面之外。
至少一个强化元件可以优选具有至少一个固定元件或可以与至少一个固定元件具有相互操作关系(例如，机械、静电、和/或磁力耦合)。具体而言，在基体堆叠与至少一个第二衬底进行接触之后，固定元件减小或防止强化元件相对于第一衬底的移位和/或扭曲，并因此提高强化元件的位置稳定性。
强化元件和固定元件优选彼此机械连接，以能够确保最稳定的可能力耦合。固定元件在基体堆叠与第二衬底进行接触的方法步骤中优选夹持在基体堆叠和第二衬底之间。无论是插入式固定元件还是夹持式的固定元件，基体堆叠和第二衬底之间的方便接触可以通过例如第二衬底中的合适接收槽来确保。
在另一个优选实施例中，在将强化元件布置在第一衬底上的方法步骤过程中，固定元件以整体结合方式、具体通过热键合或阳极键合的方式连接到第一衬底，由此，可以确保特别稳定的连接以及因此获得强化元件的特别好的位置稳定性。
在本发明的特殊实施例中，固定元件的至少一部分与第一衬底中在基体堆叠与第二衬底进行接触之后位于偏转区域之外或支撑区域中的区域接触或连接到该区域。因为第一衬底的此区域不经历偏转或变形，这提高了力吸收，并且因此提高了强化元件的位置稳定性。
固定元件优选在生产强化元件过程中生成，由此可以节省额外的制造步骤。
在另一个优选实施例中，生成一个或多个支撑结构，其中，以如下方式形成支撑结构，即，支撑结构保护第一衬底的支撑区域、具体为支撑表面并且/或者 充当第一衬底和第二衬底之间的隔垫。
支撑区域是第一衬底中在此方法过程中不经历偏转、尤其是不经历变形的区域，或者是被第二衬底直接或间接支撑的区域。如果第一衬底和第二衬底彼此进行接触，则提供直接支撑。例如在间接支撑的情况下，一个或多个层或层序列布置在第一衬底和第二衬底之间。支撑表面是支撑区域面向第二衬底的表面。在生产盖的情况下，例如第一衬底的支撑表面优选形成盖的接触表面，并且因此形成盖的用于使其接触或连接到载体衬底的表面。盖的接触表面和/或第一衬底中与另一衬底侧的接触表面相反的表面，优选位于第一衬底的衬底面中的至少一个中。在将盖连接到载体衬底之后，载体衬底面和第一衬底的衬底面因此优选平行布置。
由于将支撑结构布置在第一衬底上，可以保留第一衬底的优选的高表面质量，或者支撑结构的一个或多个高质量表面区域在加热和变形的方法步骤过程中可以成型在第一衬底上，并且由此可以以高表面质量实现一个或多个支撑区域、具体为支撑表面以及由此实现待生产的光学部件的潜在接触表面。这样具有微小粗糙度和高水平平面度的高质量表面区域例如允许使用成熟的连接技术、例如阳极键合，使用该连接技术可以在光学部件、例如盖和载体衬底之间产生稳定连接。
支撑结构优选通过涂覆或布置在第一衬底上的至少一个层或层序列来实现。第一衬底和第二衬底之间的距离可以由层的层厚的变化来设定，使得支撑结构优选充当隔垫。由此可以灵活采用用于实现第一衬底的与不同变形相关的偏转幅度或第一衬底中不同深度的第一凹陷的方法。
在布置于第一衬底上之前，优选地像至少一个强化元件一样生产至少一个支撑结构，由此可以提供具有不同尺寸和形状的支撑结构和强化元件，在布置于第一衬底上时可以任意方式结合上述支撑结构和强化元件。关于强化元件的生产、定位或布置在第一衬底和连接到第一衬底可以如上所述的方式进行，并且将在下文中描述。这能够实现时间优化和成本优化的制造。可选地，支撑结构可以例如通过涂覆、具体为沉积到第一衬底并结构化的层来实现。
分别地，至少一个强化元件优选布置在第一衬底的两个衬底侧，其中，相反的强化元件优选地至少部分重叠。在更优选实施例中，这样的强化元件完全重叠(图3c)。由此覆盖的第一衬底的区域因此尤其稳定并且受保护免于变形。
至少一个强化元件优选布置在第一衬底上，使得在加热和变形过程中辅助第一衬底中被此强化元件覆盖的区域的倾斜。具体因为至少一个强化元件以非对中方式布置在第一衬底的偏转区域中，获得此特征。偏转区域是具体在加热和变形过程中第一衬底中位于支撑区域之间并且没有被支撑、尤其是没有被第二衬底支撑的区域。偏转区域可以分成第一衬底中被强化元件覆盖的区域和第一衬底的变形区域。变形区域进而表示第一衬底中由于其形状变化而确保第一衬底中被强化元件所覆盖的区域的偏转、尤其是移位和/或倾斜的区域。由于强化元件在倾斜区域中的非对中布置，在力均匀分布在偏转区域上、尤其是在强化元件上的情况下，可以获得作用在第一衬底中被强化元件覆盖的区域的力矩，并且由此促进第一衬底中被强化元件覆盖的区域的倾斜。
在本发明中，应当理解，强化元件在偏转区域中的非对中布置是指强化元件在至少一个方向上与邻近偏转区域的所有支撑区域的距离尺寸不相同。相应地，对于偏转区域上的非对中力，力的接合点(engagement point)在至少一个方向上与邻近偏转区域的所有支撑区域的距离尺寸不相等。在强化元件上作用有非对中力的情况下，结合点与强化元件的边缘在至少一个方向上的距离尺寸不相等。
在进一步的方法步骤中，基体堆叠与第二衬底进行接触，以在支撑区域支撑第一衬底并确保此区域中的稳定力吸收。另外，第二衬底和/或强化元件可以用于偏转界定。
优选以如下方式进行基体堆叠与第二衬底的接触，即，通过在第二衬底中优选实现的第三凹陷和/或在第一衬底中优选实现的第一凹陷以及/或通过支撑结构，在第二衬底和基体堆叠之间形成至少一个空腔。在特别优选的实施例中，此空腔包围至少一个强化元件。
由于空腔的原因，在加热和变形之前，可以避免第一衬底的偏转区域和第二衬底之间的直接或间接接触(例如，由于一个或多个插入的强化元件引起)。这样的接触能够导致第一衬底的偏转区域在第二衬底上的粘附、例如由于布置在第一衬底上的强化元件在第二衬底上的粘附而导致间接粘附，并且防止第一衬底在偏转区域中与变形相关的偏转、具体是第一衬底中被强化元件所覆盖的区域的移位和/或倾斜或使其更困难。
此外，可以在空腔中生成小于或大于环境压力(具体为大气压力)的压力。 因为空腔至少由第一衬底的偏转区域的一部分所界定，空腔中生成的小于或大于环境压力的压力能够产生力效果，以促进变形处理。
环境压力优选对应于大气压力，并且空腔中的压力值然后优选在约750mbar-900mbar之间或约1200-1350mbar之间，并且例如可以通过真空泵或泵来生成。
此外，如果第二衬底与基体堆叠进行接触导致连接、尤其是整体结合连接，则是优选的。因此可以在基体堆叠和第二衬底之间生成优选对环境气密封闭的空腔。
因为在特定压力下执行连接处理，在空腔中可以生成特定压力值。在例如400℃下阳极键合的连接处理过程中，压力值优选在约500mbar和600mbar之间或在约800mbar和900mbar之间。因为通常在比连接处理-第一衬底优选在加热和变形的方法步骤过程中达到约750℃-900℃之间的温度-高很多的温度下进行后续加热处理，所以，在在空腔中因上述高温而在特定压力范围产生约750mbar-900mbar或约1200mbar-1350mbar的压力。因为空腔对环境优选气密性封闭，所以这些压力值保持很长时间段并且因此在没有其他能量供应、例如操作真空泵或泵的情况下具体用于变形或成形。
基体堆叠和第二衬底之间的连接优选通过阳极键合和/或热键合实现。
具体在第一衬底的成形过程中，利用第一衬底的流动特性，尤其是当它们接近软化温度(软化点)和/或融化温度以及在上述温度以上时。与其他成形或压印方法、例如玻璃深拉或玻璃压印(例如，压边(blank pressing))相比，此类型的成形、也称为玻璃流的优点主要具体在于，可以在衬底测的表面具有高表面质量、具体为微小表面粗糙度、高水平表面平面度以及高水平面平行度的情况下，实现例如具有衬底或晶片延伸的光学部件，尤其是衬底或晶片尺寸大于或等于80mm、尤其是大于等于150mm，更优选大于或等于300mm。
具体而言，如果起始衬底由玻璃构成，光学部件的表面粗糙度经常不令人满意。成型的衬底在玻璃深拉过程中变粗糙，并且不能满足例如光学窗口的要求。
在压边的情况下，可生产的光学部件的最大延伸或尺寸受很大限制。此外，在此压印方法中，需要非常高质量、耐用以及昂贵的压印工具，这限制了灵活性制造。
进行第一衬底的加热和变形的方法步骤，使得第一衬底被至少一个强化元件 所覆盖的区域的至少一部分移位和/或倾斜，并且/或者第一衬底的区域与至少一个强化元件进行接触。
在此情况下，优选第一衬底的至少变形区域、优选偏转区域、更优选整个第一衬底达到如下温度范围，即，在第一衬底材料、更优选偏转区域材料(特别是变形区域的材料)的软化温度-150℃和软化温度+100℃之间、优选在约750℃-900℃之间的温度。在软化温度的范围中，相应材料具体针对粘性具有特别有利的变形性能。在使用硼硅酸盐玻璃的情况下，软化温度为约820℃、例如约750℃-900℃之间的温度是有利的。
根据利特尔顿(Littleton)方法确定软化温度或软化点、也称为利特尔顿温度(Littleton temperature)或利特尔顿点。在此情况下，直径为0.65mm-1.0mm和长度为22.9cm的材料线(例如、玻璃线)悬挂在特定构造的炉中。在加热速度为5-10K/分钟下，观察悬挂在炉之外的线下端。随着温度上升，线在其自身重量下变长。变长速度为1mm/分钟的温度称为利特尔顿温度。大部分玻璃或玻璃状材料在此温度下的粘度为约10-7.6dPa·s(Scholze,Horst"Glas-Natur,Struktur und Eigenschaften[Glass–Nature,Structure,and Properties]",第三版,Springer Verlag,第151页)。
在加热和变形过程中，第一衬底的偏转区域、特别是变形区域通过作用在第一衬底上、特别是偏转区域中的力或力作用变形。
具体而言，变形区域的变形允许第一衬底在生成基体堆叠过程中形成被强化元件稳定或保护免于变形的覆盖区域的至少一部分进行移位和/或倾斜。
如果不仅变形区域而且第一衬底的覆盖区域至少部分地加热，则可以通过与第一衬底的覆盖区域进行接触，将例如具有微小粗糙度和平面度偏差的强化元件的高质量表面区域成型在第一衬底的表面上。结果，由此在第一衬底中产生光学高质量表面区域。其优点在于，提供的第一衬底的对应衬底侧的表面质量的要求可以较低，并且因此可以省略可能必需的处理步骤、例如抛光，由此可以降低制造成本。
在第一衬底的加热和变形使得第一衬底的区域与强化元件进行接触的过程中，强化元件的至少一部分布置成与第一衬底间隔开(例如，图7.1)。由于加热和变形，第一衬底的区域与强化元件、具体为强化元件中布置成间隔开的部分进行接触。在此情况下，强化元件与第一衬底进行接触(具体具有微小粗糙度和 平面度偏差)的表面区域优选成型到第一衬底上，由此在第一衬底中生成高质量光学区域。相应地，其优点在于，提供的第一衬底的对应衬底侧的表面质量要求可以较小，并且因此可以省略可能必需的处理步骤、例如抛光。第一衬底与强化元件通过加热和变形彼此进行接触的区域的至少部分区域优选彼此连接、具体以整体结合方式连接。具体地，通过热键合获得这样的连接。因此，可以确保强化元件的表面区域或表面结构在第一衬底上的特别有效的成型。
在此情况下，偏转区域经常与第一衬底的变形区域相同。在特殊实施例中，偏转区域可以由第一衬底的变形区域和提供用于不变形的区域构成。在此情况下，通过局部加热变形区域，确保第一衬底提供用于不变形的区域的偏转，并且因此第一衬底的此区域与强化元件进行接触。结果，在第一衬底中产生移位和/或倾斜区域。
以时间控制方式执行加热和变形的方法步骤或执行该步骤直到第一衬底和/或强化元件与界定和变形相关的最大期望偏转的偏转边界接触。例如，强化元件和/或第二衬底、具体为第三凹陷的基体表面可以用作偏转边界。
可以优选通过强化元件和/或第一衬底(具体为第一衬底中被强化元件所覆盖的区域)的固有重量力和/或外部引入的力引起第一衬底(具体为变形区域)的变形。
外部引入的力可以便利地基于机械相互作用、例如气动和/或磁性和/或电的和/或压电互动。
在优选实施例中，外部引入的力通过第一衬底、具体在偏转区域的两个衬底侧之间的压力差引起。在固有重量力引起变形的情况下，也在引入力的此方法情况下，第一衬底或基体堆叠不必须和其他物体、例如压印工具进行接触，由此防止第一衬底或例如在完成后必须在光学元件内执行光学功能的功能强化元件的表面的质量降低。
另外，在此情况下，可以执行加热和变形直到由第一衬底的成形所引起的空腔的体积变化在空腔中产生与环境压力对应的压力。
专门设计的成形器件也适于引入力。
引入的力可以相对于强化元件和/或偏转区域对中或非对中作用。例如，相对于偏转区域的对中力由在偏转区域上均匀分布的力分布产生，由此在强化元件对中布置在倾斜区域中的情况下，可以获得第一衬底的覆盖区域的移位。在 此情况下，通过强化元件在偏转区域中的非对中布置(例如，图3d)，可以获得第一衬底中被强化元件所覆盖的区域的倾斜。
在强化元件对中布置在偏转区域中的情况下，通过相对于强化元件的非对中力，可以获得第一衬底中被强化元件所覆盖的区域的倾斜。强化元件的非对中布置以及相对于强化元件的非对中力对于确保倾斜是尤其优选的并且有效的。另外，第一衬底或第一衬底中被强化元件所覆盖的区域的倾斜可以通过第二衬底中的倾斜区域产生(例如，图6-6.1)。
为了能够在尽可能少问题的情况下确保与变形相关的偏转，优选地，在加热和变形之前防止第一衬底的偏转区域和第二衬底之间的能导致粘附的直接或间接接触(例如，由于一个或多个插入强化元件所引起的)。
为了减小接触情况下的粘附力，优选以如下方式制备强化元件、第一衬底和/或第二衬底的表面或特定表面区域，即，防止第一衬底的偏转区域和第二衬底之间的连接。这可以通过导致接触力降低的表面改性的不同涂层和/或方法来实现。例如，适当的涂层材料是铂、NiAl合金(例如，由50％的镍和50％的铝制成的合金)、石墨和氮化硼。
根据本发明权利要求2所述的方法代表根据本发明权利要求1所述的方法的可选方式，并且也用于生产光学部件，其具有如下步骤：
-提供第一衬底和第二衬底；
-通过将其从强化衬底拆分提供至少一个强化元件；
-通过将至少一个强化元件布置在第二衬底上生成堆叠；
-使第一衬底与堆叠进行接触；
-加热和变形第一衬底，使得第一衬底的区域与至少一个强化元件进行接触。
根据本发明权利要求1所述方法中的上述第一、二方法步骤-提供第一衬底和第二衬底以及提供至少一个强化元件-同样适应于根据本发明权利要求2所述的方法中的第一、二方法步骤。
由强化元件和第二衬底形成的堆叠在下文中称为“主堆叠”。
在根据本发明权利要求2所述的方法的优选实施例中，提供的第一衬底具有至少一个另一强化元件，其中，另一强化元件覆盖第一衬底的区域(覆盖区域)，并且第一衬底和另一强化元件形成在进行接触的步骤过程中与主堆叠进行接触的另一堆叠(另一基体堆叠)，并且其中，额外进行第一衬底的加热和变形， 使得第一衬底中被另一强化元件所覆盖的区域的至少一部分偏转和/或倾斜(例如，图6.3)，以及/或者第一衬底的区域和另一强化元件进行接触(例如，图8.4)。此实施例的一个优点具体在于，第一衬底在方法过程中不需要翻转，但是，可确保第一衬底的两个衬底侧被强化元件支撑(例如，稳定、成型)。例如，如果强化元件以形状配合方式布置在第一衬底上、例如在对准凹陷中，这是有显著意义的。
根据本发明权利要求1所述的方法中上述关于强化元件和基体堆叠的陈述同样适用于另一强化元件以及通过将其布置在第一衬底上所生成的另一堆叠(另一基体堆叠)。
例如，另一强化元件在其与主堆叠进行接触后可以布置在第一衬底背向第二衬底的衬底侧上，并且至少一个强化元件布置在第二衬底上。例如，第一衬底中被另一强化元件所覆盖的区域通过加热和变形步骤倾斜和/或移位，并且第一衬底的覆盖区域面向第二衬底的表面区域与至少一个强化元件进行接触，使得结果是，可以生成第一衬底的两侧被强化元件所支撑的区域(例如，图6.3)。由此可以在两个衬底侧实现第一衬底的覆盖区域的高质量表面。
此外，第一衬底中位于其被另一强化元件所覆盖的区域之外的区域可以通过加热和变形方法步骤与至少一个强化元件进行接触，而第一衬底中被另一强化元件所覆盖的区域倾斜和/或移位(例如，图8.2a)。因此，可以通过加热和变形的同一步骤生产多个光学区域、例如多个光学窗口。
在根据本发明权利要求2所述的方法的另一个优选实施例中，以如下方式提供具有另一强化元件的第一衬底，即，通过将其从强化衬底拆分而提供另一强化元件并且将其布置在第一衬底上以及/或者将结构化以生成另一强化元件的强化层涂覆到第一衬底。
对于通过将其从强化衬底拆分而提供另一强化元件并且将其布置在第一衬底上，可以再次参考根据本发明权利要求1所述的方法，该方法同样适用于权利要求2所述的此实施例。
可选地，可以通过将至少一个强化层涂覆到第一衬底并且结构化此强化层以实现另一强化元件，从而形成相对应于另一基体堆叠的具有另一强化元件的第一衬底。
例如，通过沉积方法可以将强化层涂覆到第一衬底和/或通过使用至少一个 另一衬底来实现强化层。
强化层、具体为另一强化元件优选由半导体材料构成或者优选至少部分区域包含半导体材料。特别优选使用硅层(尤其是多晶硅层)和/或作为另一衬底的半导体晶片(优选为硅晶片)，从而能够使用半导体技术、尤其是硅技术的成熟并可控的处理。
在将强化层涂覆到第一衬底的过程中，第一衬底和强化层优选以整体结合方式彼此连接，以确保强化层相对于第一衬底的高位置稳定性。一般而言，为此，可以使用所有便利技术，例如，沉积、胶合、焊接或键合。
以如下方式将强化层涂覆到第一衬底上，即，减小或防止强化层相对于第一衬底的移位和/或扭曲。
优选地，通过CVD、尤其是热线CVD或PECVD、或PVD(例如，溅射)将多晶硅层涂覆到第一衬底作为强化层。因为这些沉积方法中的处理温度低于600℃、优选在400℃-500℃之间，由此也可以涂敷对温度更敏感的衬底。
此外，强化层、例如硅晶片可以涂覆到第一衬底或通过阳极键合和/或热键合连接到第一衬底。主要在半导体工业中，这些键合方法是经常使用的产生稳定连接的连接技术。
强化层优选具有至少一个第二凹陷，并且优选至少在与第一衬底进行接触的层侧具有所述凹陷。此第二凹陷防止在布置/或涂覆过程中第一衬底和强化层之间在第一衬底的特定区域的接触，以保留第一衬底在用于进一步连接和/或接触步骤的这些区域的表面质量。这样要保留的区域具体是第一衬底中没设置有强化元件或与强化元件不进行接触的区域。至少一个强化层的第二凹陷的深度优选为约0.5μm-1μm。
进行强化层的结构化以生成至少一个另一强化元件，使得例如减小或防止第一衬底中充当光学窗口的区域的变形。具体而言，例如因为强化层至少部分地覆盖或遮住第一衬底中充当光学窗口的区域，从而获得此特征。强化层中不充当强化元件的区域例如可以通过湿法化学和/或干法化学蚀刻方法移除。另一强化元件的另外材料稳定和保护第一衬底的覆盖区域并且防止变形。因此可以保持提供的第一衬底中优选存在的高水平的平面度、面平行度以及微小表面粗糙度，这是高质量光学窗口的基础，并且可以实现具有高表面质量的、在后续处理(例如，抛光步骤)不容易接触的另外表面、尤其是透射面。
在根据本发明权利要求2所述的方法的进一步方法步骤中，通过将至少一个强化元件布置在第二衬底上来生成堆叠(主堆叠)。
例如，使用确保强化元件在第二衬底上的准确定位和精确布置的真空操纵器(真空吸取单元)、夹持器(套抓)、或拾取工具(真空吸取单元和夹持器的组合)，可以进行将强化元件布置在第二衬底。通过将强化元件布置在第二衬底上，从而使第一衬底不经历与布置相关的、例如可能影响第一衬底的表面和材料质量的任何处理步骤(例如，沉积、蚀刻、连接处理)。在此情况下，强化元件优选布置在第二衬底中在第一衬底与主堆叠进行接触之后面向第一衬底的偏转区域的表面区域上。强化元件具体布置在第三凹陷中、优选布置在第三凹陷的基体上和/或第二衬底的馈通孔中。由于这些实施例，可以在加热和变形过程中促进第一衬底和强化元件进行接触。例如，通过强化元件确保第一衬底的偏转区域、具体为需要高光学表面质量的区域与第二衬底不进行接触。因此，强化元件通过加热和变形与第一衬底进行接触的表面区域的表面质量对于偏转区域、例如充当光学窗口的区域的表面质量的形成是决定性的。其优点在于，可以降低第二衬底的表面质量的要求并且可以降低提供第二衬底的花费。
在将至少一个强化元件布置或涂覆到第二衬底上的过程中，第二衬底和强化元件具体通过结合、焊接、或键合、优选以形状配合和/或整体结合方式彼此连接，以确保强化元件相对于第二衬底的高位置稳定性。
因为至少一个强化元件布置在第二衬底中优选形成的用于容纳强化元件的对准凹陷中，可以实现形状配合连接。在此类型布置的情况下，不需要可能损害强化元件的表面质量的额外连接物质(例如，粘结剂)或专用连接步骤(例如，键合)。
在根据本发明权利要求2所述的方法的特殊实施例中，至少一个强化元件在布置于第二衬底上之前布置在定位装置上、具体为接收衬底。
关于和这些实施例或其他设计细节相关的效果和优点，参考根据本发明权利要求1所述的方法以及使用定位装置或接收衬底来将强化元件布置在第一衬底上的同样描述，其中，第一衬底和基体堆叠被第二衬底和主堆叠所取代。
优选地，至少一个强化元件可以具有至少一个固定元件或可以和至少一个固定元件具有相互操作关系(例如，机械、静电和/或磁力耦合)。具体而言，在另一基体堆叠或第一衬底与主堆叠、具体为第二衬底进行接触之后，固定元 件减小或防止至少一个强化元件相对于第二衬底的移位和/或扭曲，并且因此提高强化元件的位置稳定性。强化元件和固定元件优选彼此机械连接，以能够确保最稳定的可能的力耦合。
在另一基体堆叠或第一衬底与主堆叠进行接触的方法步骤中，固定元件优选夹持在另一基体堆叠或第一衬底和主堆叠、具体为第二衬底之间。例如，通过例如第一衬底中的接收槽，可以独立于插入或夹持的固定元件确保另一基体堆叠或第一衬底和主堆叠之间的便利接触。
在另一个优选实施例中，在将强化元件布置在第二衬底上的方法步骤过程中，固定元件具体通过热或阳极键合以整体结合方式连接到第二衬底，由此可以确保特别稳定的连接以及因此实现强化元件的非常好的位置稳定性。
在根据本发明权利要求2所述的方法的优选实施例中，在主堆叠与第一衬底或另一基体堆叠进行接触的步骤之后，强化元件布置在第二衬底中实现为相对于第二衬底的至少一个衬底面或相对于第一衬底的至少一个衬底面倾斜的表面区域上。因此可以通过加热和变形的步骤生成第一衬底由强化元件所支撑的倾斜区域(例如，图6.1)。为了提高强化元件在第二衬底上的位置稳定性，第二衬底的倾斜表面区域优选具有对准凹陷。
在另一个实施例中，强化元件形成为楔形，从而在布置强化元件之后，在第二衬底的非倾斜表面区域确保用于支撑第一衬底的倾斜表面以及因此形成第一衬底中的倾斜区域。因为为了在第一衬底中实现不同程度倾斜的区域，在第二衬底上仅需设置和布置实现为不同程度的楔形的强化元件，因此提高方法的灵活性。第二衬底因此可以独立于使用的强化元件而使用，并且不需要替换为适应要求(需要的倾斜度)的对应第二衬底。
在另一个优选实施例中，至少一个强化元件布置在第二衬底的两个衬底侧，由此第二衬底或因此生成的主堆叠可以容纳第一衬底或另一基体堆叠，或者可以使用其每个衬底侧与第一衬底或另一基体堆叠进行接触。因此可以并行处理以及/或者加热和变形两个第一衬底，由此可以获得成本降低。
在根据本发明权利要求2所述方法的进一步方法步骤中，第一衬底或另一基体堆叠与主堆叠进行接触，从而在上述支撑区域中支撑第一衬底并且在这些区域中确保稳定的力吸收。另外，第二衬底和/或强化元件可以用作偏转边界。
根据本发明权利要求1所述方法中关于基体堆叠和第二衬底进行接触、具 体为连接的以上描述同样适用于根据本发明权利要求2所述方法中关于第一衬底或另一基体堆叠与主堆叠进行接触、具体为连接，其中在此考虑的等同方法的情况下，根据权利要求1所述方法的基体堆叠和第二衬底由根据权利要求2所述方法中的另一基体堆叠和主堆叠所取代。因此，优选进行另一基体堆叠和主堆叠进行接触，使得在另一基体堆叠(具体为第一衬底)与主堆叠(具体为第二衬底)之间形成空腔。
在优选实施例中，进行主堆叠的生成以及其与第一衬底或另一堆叠进行接触，使得至少一个强化元件至少部分地布置在第一衬底和第二衬底之间、具体至少部分地布置在第二衬底中面向第一衬底的衬底侧上。根据本发明，将强化元件布置在第一和第二衬底之间是指，强化元件至少部分布置在第二衬底中面向第一衬底的衬底侧上和/或至少部分布置在第二衬底的馈通孔或凹槽中。
通过这样的布置，可以特别有利的定位强化元件，由此该方法更灵活以及更简单。
强化元件优选不布置在第二衬底中背向第一衬底的衬底侧，同时将强化元件布置在第二衬底中面向第一衬底的衬底侧上和/或第二衬底的馈通孔或凹槽中，该布置的优点在于，在强化元件优选地连接到第一衬底的情况下，在加热和变形之后，可以将第一衬底和预期连接的强化元件抬升离开第二衬底，并且由此不需要执行复杂的处理来移除第二衬底。例如，可以在不需要回收措施的情况下，重复使用第二衬底。
可选地，在加热和变形的方法步骤过程中，可以进行将强化元件布置在第一和第二衬底之间。
根据本发明权利要求1所述方法中关于加热和变形的上面描述同样适应于根据本发明权利要求2所述方法中第一衬底的加热和变形，其中，在考虑此等同方式的情况下，根据权利要求1所述方法中的基体堆叠或强化元件分别由根据权利要求2所述方法中的另一基体堆叠或另一强化元件所替换。
进行加热和变形第一衬底的方法步骤，使得第一衬底的区域与至少一个强化元件进行接触，其中，强化元件的至少一部分与第一衬底间隔布置。通过加热和变形，第一衬底的区域与强化元件、具体为强化元件中间隔布置的部分进行接触。在此情况下，强化元件中与第一衬底进行接触、例如具有微小粗糙度和微小平面度偏差的高表面质量的表面区域优选成型在第一衬底上，并且因此 在第一衬底中生成高质量光学区域。相应地，其优点在于，提供的第一衬底的对应衬底侧的表面质量要求可以较低，并且因此可以省略可能需要的处理步骤、例如抛光。
在此情况下，偏转区域经常与第一衬底的变形区域相同。在特殊实施例中，偏转区域可以由变形区域和第一衬底中不提供用于变形的区域构成。在此情况下，通过局部加热变形区域，确保第一衬底中不提供用于变形的区域的偏转，并且因此第一衬底的此区域与强化元件进行接触。结果，在第一衬底中产生移位和/或倾斜区域。
在优选实施例中，第一衬底和强化元件通过加热和变形而彼此进行接触的区域的至少部分区域彼此连接、具体以整体结合方式连接。优选通过热键合获得这样的连接。因此确保强化元件的表面区域或表面构造在第一衬底上的特别有效的成型，并且强化元件可以和第一衬底一起在加热和变形之后从第二衬底上移除。在从第一衬底上移除强化元件后，强化元件和第二衬底然后可以优选重复使用。
具体而言，如果下文中通称为“辅助元件”的至少一个强化元件、至少一个另一强化元件、至少一个支撑结构和/或至少一个固定元件不需要执行任何其他功能，它们优选地在进一步的方法步骤中至少部分地、优选完全地移除。
特别优选地进行此移除，使得至少一个辅助元件可以重复使用并使用多次，由此提高该方法的效率并且可以降低制造花费或制造成本。
具体而言，因为至少一个辅助元件中至少与第一衬底进行接触的区域具有在第一衬底变形后移除以释放辅助元件的牺牲层，可以实现此特征。可选地，牺牲层可以首先涂覆到第一衬底并且结构化，其中辅助元件在随后方法步骤中布置在牺牲层上并因此布置在第一衬底上。
优选的牺牲层包含硅、锗、氧化锌、钼和/或钨或由其构成。对于这样通过牺牲层连接到第一衬底的辅助元件，可以使用例如高熔点或耐高温玻璃(例如，Corning EagleCorning LotusSchott)的材料，在第一衬底或成品部件不被损坏的条件下将其直接连接到第一衬底的情况下，该材料仅仅可以在很费力的情况下移除。
但是，对强化元件或另一强化元件的部分保留在第一衬底或成品光学部件上的特别应用，例如作为框架形稳定结构或孔径结构是有利的。
在变形后，也优选地完全移除至少一个第二衬底。但是，在某些情况下，待包封的微系统布置在第二衬底上，使得对于基体堆叠或另一基体堆叠和主堆叠或第二衬底之间的连接，保留下来是完全合理的。
在一个优选实施例中，第一衬底的至少部分区域设置有至少一个精修涂层-具体设置有抗反射涂层、抗静电涂层、反射涂层和/或吸收涂层以及/或者功能表面结构，由此可以提高光学部件的功能。
优选使用的精修层是抗反射涂层，其进一步降低盖、具体为其光学窗口的反射，并且例如因此降低辐射损耗。例如，通过由氟化镁和氧化钛、或氧化硅和氧化钛制成的层系统，可以实现这样的抗反射涂层。
此外，使用最小化光学部件的电荷的抗静电涂层。特别适于光学应用中的抗静电涂层的材料是ITO(氧化铟锡薄膜)，因为其在掺杂形式下具有高导电性并且在宽波长范围上具有高透射性。
此外，优选涂覆反射涂层、例如金属层作为精修层，且该精修层在结构化以空间上界定入射光术(孔径功能)之后形成局部反射区域，或者在光学窗口附近形成静态偏转镜。
优选使用的精修涂层是吸收特定波长或整个波长范围的电磁辐射的另外吸收涂层。
功能表面结构在本发明中是表面在微米范围和/或纳米范围中的几何校正，由此针对性地影响具体表性能。因此，通过优选使用小于应用中使用的辐射波长的结构尺寸的蛾眼结构(见文件D.G.Stavenga,S.Foletti,G.Palasantzas,K.Arikawa"Light on themoth-eye corneal nipple array of butterflies",Proceedings of the RoyalSociety B(2006)273,661-667,doi:10.1098/rspb.2005.3369,2005年12月6日在线公开)，可以降低例如存在于玻璃表面和围绕其的空气之间的边界层的折射系数，正因为这个，蛾眼结构适于表面的抗折射处理。如果涂层证明不适于粘附原因，则这样的抗折射处理特别优选的。
例如，在成型第一衬底之后，可以在压印方法的帮助下，在第一衬底的表面上生成蛾眼结构。但是，在倾斜和/或移位表面上压印这样的结构是非常有问题的。具体而言，可以通过利用第一衬底在倾斜表面的流动特性来生产蛾眼结构。
对应地，在优选实施例中，以如下方式形成作为功能表面结构的蛾眼结构， 即，在将至少一个强化元件和/或另一强化元件布置在第一衬底上和/或与其进行接触之前，至少一个强化元件和/或另一强化元件中至少与第一衬底进行接触的区域设置有蛾眼结构的凹模，并且在第一衬底成形过程中将至少一个强化元件和/或另一强化元件布置在第一衬底上和/或与其进行接触之后，在第一衬底的第一和/或第二衬底侧上生成蛾眼结构，其中，至少一个强化元件和/或另一强化元件中的所述凹模模铸到第一衬底的第一和/或第二衬底侧、具体为光学窗口的透射面上。在此情况下，第一衬底流入至少一个强化元件和/或另一强化元件中凹模所预先确定的空腔中，由此产生对应的表面几何形状。第一衬底的成形和蛾眼结构的生成也可以在独立步骤中不同时间或连续进行。
在另一个优选实施例中，以如下方式形成精修涂层，即，在将至少一个强化元件和/或另一强化元件布置在第一衬底上和/或与其接触之前，至少一个强化元件和/或另一强化元件中至少与第一衬底进行接触的区域设置精修涂层，并且随后通过精修涂层与第一衬底之间的连接而在第一衬底与至少一个强化元件和/或另一强化元件之间产生连接，或者在至少一个强化元件和/或另一强化元件布置在第一衬底上或与其接触之前，将精修涂层涂覆到第一衬底，并且随后将至少一个强化元件和/或另一强化元件布置在精修涂层上或与其进行接触，其中，在变形步骤之后，至少一个强化元件和/或另一强化元件至少部分移除并且精修涂层保留在第一衬底上、具体在光学窗口上。在第一衬底变形之前将精修涂层涂覆到第一衬底上的情况下，其不同层的厚度公差较小的均匀精修涂层可以具体实现在倾斜光学领域、例如倾斜光学窗口。在第一衬底变形之后涂覆精修涂层的过程中，例如，必须在倾斜区域或表面上进行不同层的沉积和可能的结构化，具体而言，如果使用各向异性的沉积方法，由此可能在不同层之间产生厚度差，并且可能在精修涂层以及由其形成的光学部件的性能或光学功能中导致取决于位置的差。根据此实施例生产的宽带抗反射涂层例如能够基于氧化硅和氮化硅的层序列。在此情况下，首先将氧化硅层涂覆到例如硅制成的强化元件。随后，氮化硅层涂覆到硅衬底层。然后将强化元件的层序列(氧化硅层和氮化硅层)连接到第一衬底，其中，氮化硅层与第一衬底进行接触。在选择性移除强化元件后，保留第一衬底的层序列(氮化硅层和氧化硅层)以及因此设置有抗反射涂层的第一衬底。除了氮化硅之外，也可以选择使用二氧化钛。
精修涂层和功能表面结构的结合、例如抗静电涂层和蛾眼结构的结合也可以提高光学部件的功能。
附图说明
在不限制一般性的情况下，下面基于示例更详细地描述本发明。
图1a示出根据现有技术具有光学透明盖的微系统的示例。
图1b示出根据现有技术通过倾斜光学窗口实现反射的消除的示例。
图2a-2e示出使用本发明方法生产的具有倾斜光学窗口8和移位光学窗口30的盖22以及使用其包封微镜25。
图3、3a-3g示出根据本发明所述的方法生产具有倾斜光学窗口8的盖22的处理变化形式的步骤序列。
图4a-4d示出根据本发明所述的方法在使用支撑结构13情况下生产具有倾斜光学窗口8的盖22的处理变化形式的步骤序列。
图5a-5.4h示出根据本发明所述的方法生产具有移位光学窗口30的盖22的另一个处理变化形式的步骤序列。
图6a-6.3i示出根据本发明所述的方法生产具有呈现为移位和倾斜的光学窗口32的盖22的另一个处理变化形式的步骤序列。
图7a-7.3d示出根据本发明所述的方法生产在偏转区域21中具有两个倾斜光学窗口8的盖22的另一个处理变化形式的步骤序列。
图8a-8.4d示出根据本发明所述的方法生产在偏转区域21中具有两个倾斜光学窗口8和一个移位光学窗口30的盖22的另一个处理变化形式的步骤序列。
图9a-9.1d示出固定元件16的使用方法。
图10a-10c示出引入由通过使用成形器件18的机械相互作用所引起的力。
图11a-11f示出生产具有呈现为移位和倾斜的光学窗口32的盖22的另一个处理变化形式的步骤序列，其中，光学窗口32具有充当功能表面结构的蛾眼结构。
图12a-12f示出生产具有倾斜光学窗口8并且呈现为非一体式的盖22的处理变化形式的步骤序列。
具体实施方式
图2a示出使用本发明方法生产的盖22，其具有倾斜光学窗口8或者根据本发明方法结构化或成型并可以用于包封整个硅晶片的玻璃晶片的细部。由硼硅酸盐玻璃制成并在两侧具有扁平、面平行衬底面1a、1b的玻璃晶片1，形成初始材料。晶片两侧或晶片两个面1a、1b呈现为抛光，以获得微小表面粗糙度并且由此获得倾斜光学窗口8的高质量。倾斜光学窗口8布置成二维矩阵，并且通常相对于周边接触表面23具有约5°-20°之间的倾斜度，优选为约15°的倾斜度。周边接触表面23以框架形状闭合布置在每个倾斜光学窗口8周围，并且呈平面状。在载体衬底或载体晶片24上设置相对应尺寸大小的框架形状的闭合扁平表面作为反接触面，使得可实现相对于周围气密封闭的连接。
在两侧设置具有由二氧化硅和氧化钛的层系统制成的抗反射涂层的倾斜光学窗口8。
图2b-2e中每一个示出用于包封微镜25并具有倾斜光学窗口8和移位光学窗口30的盖22的两种使用变化形式。
图3-3g示出根据本发明权利要求1所述的方法生产具有倾斜光学窗口8的盖22的一个处理变化形式的步骤序列。用于开始处理的第一衬底1是由硼硅酸盐玻璃制成的玻璃晶片，其在两侧具有呈平面状且面平行的衬底面1a、1b，并且其优选具有约500μm-1000μm之间的厚度，在此情况下为725μm。玻璃晶片1的两侧或两个面1a、1b被抛光，并且因此具有约25nm的RMS表面粗糙度的高表面质量。
此外，提供由硅制成的强化元件4，该强化元件4已经从硅晶片4a上被锯掉(图3)。强化元件4优选具有约100μm-300μm之间、在此情况下为200μm的厚度，并且强化元件4通过真空操纵器3布置或定位在玻璃晶片1的衬底侧1a、1b中的一个上，由此产生基体堆叠7(图3a)。
为了提高强化元件4的位置稳定性，强化元件4通过阳极键合连接到玻璃晶片1。对玻璃晶片1的另一衬底侧1a、1b使用同样方法，使得连接到玻璃晶片1的强化元件4布置在玻璃晶片1的两个衬底侧1a、1b上。
在连接之前，为了确保强化元件4在玻璃晶片1上的更稳定布置，在另一个变化形式中，强化元件4可以通过真空操纵器3转移到基于硅晶片的接收衬底2中，接收衬底2具有用于容纳强化元件4的接收凹陷37。事先通过干法化学蚀刻方法在接收衬底2中形成接收凹陷37，并以如下方式形成凹陷，即强化元件4 在其被收入在接收衬底2的最终位置时，突出接收衬底2的界定表面36(图3b)。同样在此情况下，首先，处理玻璃晶片1的一个衬底侧1a、1b，即强化元件4布置在结构衬底2中并然后连接到玻璃晶片1(图3b_1)，然后以同样方式处理玻璃晶片1的第二衬底侧1a、1b。在此情况下，由于玻璃晶片1的第一衬底侧1a、1b的处理所得到的基体堆叠7，通过拆开基体堆叠7和接收衬底2之间的形状配合连接(form-fittedconnection)而释放(图3b_2)，接着，接收衬底2再次装配强化元件4，并将其连接到玻璃晶片1的第二衬底侧1a、1b。
结果，连接到玻璃晶片1的强化元件4(图3c)在此变化形式中也布置在玻璃晶片1的两个衬底侧1a、1b。强化元件4布置在玻璃晶片1中充当倾斜光学窗口8的区域中。
在下一个方法步骤中，提供具有第三凹陷6的另一个硅晶片作为至少第二衬底5，并且通过阳极键合而连接到基体堆叠7、具体连接到玻璃晶片7，以形成层系统12。在此情况下，基体堆叠7和硅晶片5彼此相关联地布置，使得硅晶片5中的第三凹陷6在连接到基体堆叠7后形成空腔10，空腔10在硅晶片5和基体堆叠7之间相对于周围气密封闭，其中，硅衬底5和基体堆叠7包围面向硅晶片5的强化元件4。另外，强化元件4以非对中方式布置在偏转区域21中，并且由此位于支撑表面11或支撑区域11a之间。在加热和变形之前，强化元件4和硅晶片5之间不存在接触(如图3d所示)。
在约400℃温度以及约600mbar或约800mbar的压力下进行阳极键合。
在接下来的处理步骤过程中，首先加热由硅晶片5和基体堆叠7形成的层系统12。如果使用软化温度为约820℃的由硼硅酸盐玻璃制成的玻璃晶片1，将由硅晶片5和基体堆叠7制成的层系统12加热到约800℃。由于和键合处理相比温度升高，空腔10中的压力从约600mbar提高到约900mbar或从800mbar提高到约1200mbar。相应地，相对于周围的大气压力的主导局部真空(prevailing partial vaccum)或过压产生将玻璃衬底1拉向硅晶片5的第三凹陷6中或将其挤到第三凹陷6中的力动作，由此玻璃晶片1中被强化元件4所覆盖的区域38发生倾斜，如图3e和3f所示。变形步骤在强化元件4接触第三凹陷6的底部31时或在空腔10中的压力已经由于变形而达到外部压力的值之后终止。
在最后步骤中，强化元件4和硅晶片5通过湿法化学法选择性地从玻璃晶片1上移除(图3g)。
图4示出根据本发明权利要求1所述的方法在使用支撑结构13情况下生产具有倾斜光学窗口8的盖22的另一个处理变化形式。如上述处理变化形式，在提供由硼硅酸盐玻璃制成的玻璃晶片1、由硅制成的强化元件4和由硅制成的支撑结构13之后，强化元件4布置在玻璃晶片1的两个衬底侧1a、1b上，并且通过阳极键合连接到玻璃晶片1，以生成基体堆叠7。支撑结构13以与强化元件4相同的处理步骤布置并连接到玻璃晶片1。在此情况下，支撑结构13仅仅设置在玻璃晶片1的一个衬底侧1b。强化元件4布置在玻璃晶片1中充当倾斜光学窗口8的区域中。支撑结构13布置在玻璃晶片1中设置为支撑表面11或支撑区域11a的区域中(图4a)。支撑结构13在此情况下形成围绕布置在玻璃晶片1的相同衬底侧1b上的强化元件4的闭合框架，并且在集体堆叠7与第二衬底5接触期间用于保护玻璃晶片1的支撑表面11。由于此保护的原因，避免玻璃晶片1和第二衬底5之间的直接接触，由此可以独立于第二衬底5的表面质量保持支撑表面11的高水平平面度和微小粗糙度。
强化元件4再次非对中布置在支撑表面11或支撑结构13之间。
将具有第三凹陷6的衬底或工具用作第二衬底5。另外，第二衬底5由石墨构成，或者第二衬底中至少设置用于和基体堆叠7接触的反接触面14涂有石墨。此外，具有石墨的此第二衬底5具有至少一个凹槽15，其确保外部真空泵的连接。
在下一个方法步骤中，基体堆叠7的支撑结构13和具有石墨的第二衬底5彼此进行接触，使得第二衬底5中的第三凹陷6在与基体堆叠7进行接触后在第二衬底5和基体堆叠7之间形成相对于周围封闭的空腔10，其中空腔10包围面向第二衬底5的强化元件4，并且不是必须相对于周围气密封闭。在空腔10中通过外部真空泵经由凹槽15生成部分真空(图4b)。
如上处理变化形式所述，执行随后的加热和变形步骤。
随后，再次设定空腔10中的环境压力(例如大气压)。基体堆叠7因此可以从第二衬底5抬升或与其分开，如图4c所示。
在最后处理步骤中，强化元件4和支撑机构13通过湿化学选择性蚀刻法从玻璃晶片1上移除(图4d)。
图5-5.4示出使用本发明方法如何可以生产具有呈现为移位的光学窗口(移位光学窗口)30的盖22。此处理和下述处理基于上述处理变化形式。
在图5.2、5.3和5.4中的处理变化形式中，强化元件以已经描述的方式提供并至少转移到第二衬底上或布置于其上。
根据图5-5.2以及图5.4，如上所述，以具有第三凹陷6的衬底或工具用作第二衬底5。根据图5.3的方法，支撑结构13用作第一衬底1和第二衬底5之间的隔垫，使得可以使用扁平第二衬底5。
为了提高强化元件4在玻璃晶片1和/或第二衬底5上的位置稳定性，玻璃晶片(图5.1)和/或第二衬底(图5.2和5.4)具有对准凹陷5b、5c。由此可以降低强化元件4的侧向移位的风险。
玻璃晶片1中被强化元件4所覆盖的区域38在衬底面1a、1b中的移位或平行移位，可以通过强化元件4在偏转区域21(图5-5.1和图5.4)中的对中布置来支持，或通过强化元件4在第二衬底5面向偏转区域21的区域、例如支撑结构13(图5.3)之间的区域或第三凹陷6的底部31(图5.2)上的区域中的布置(特别是对中布置)所支持。
可以进行变形步骤，直到强化元件4或玻璃晶片1落在第二衬底5的第三凹陷6的底部31或强化元件4布置在其中。
根据图5.4的方法，从强化衬底4a锯掉的由硅制成的强化元件4布置在第二衬底5上。另外，提供具有由硅制成的强化元件4的玻璃晶片1。例如，可以通过如下方式进行布置处理，即，将硅晶片设置作为强化层4a，其在与玻璃晶片1进行接触的晶片侧具有第二凹陷4b。第二凹陷4b是为了在连接玻璃晶片1和硅衬底4a过程中避免玻璃晶片1与硅晶片4a之间在没有设置强化元件4的区域中的接触，保留玻璃晶片1的这些区域是为了用于进一步的连接和/或接触步骤，例如玻璃晶片1阳极键合到第二衬底5的步骤。第二凹陷4b具有约0.7μm的深度。
硅晶片4a通过阳极键合连接到玻璃晶片1的衬底侧1a、1b中的一个上，以形成另一基体堆叠7。
在随后结构化处理中，另一基体堆叠7的硅晶片4a通过湿法化学蚀刻方法和/或干法蚀刻方法结构化，使得在玻璃晶片1中充当光学窗口30的区域中，保留硅作为强化元件4(图5.4c)。结果，各个强化元件4被玻璃晶片1中没有硅的区域所完全包围或彼此分开。
通过第三凹陷6的底部31至少在部分区域中倾斜和/或强化元件4在偏转区 域21中的非对中布置的实施例，可生产具有呈现为移位和倾斜的光学窗口32的盖22，如图6-6.3所示。
在根据图6.1的处理变化形式中，通过第二衬底5中的对准凹陷5c(图6.1b_1)再次提高了强化元件4的位置稳定性。在加热和变形过程中，玻璃晶片1与强化元件4进行接触。由于热键合操作产生的例如800℃的高加热温度，所述接触使得玻璃晶片1和强化元件4之间的整体结合连接。在第二衬底5的第三凹陷6中已经产生环境压力之后，具有强化元件4的玻璃晶片1可以抬升离开第二衬底5。由于这种保留材料的分开方法，可以重复使用第二衬底5。在具有强化元件4的玻璃晶片1抬升离开第二衬底5后，强化元件4可以通过湿法化学选择性蚀刻而从玻璃晶片1中移除。
可选地，如图6.2所示，布置没有强化元件4的玻璃晶片1的覆盖区域38的表面区域，并且该表面区域例如被设置作为光学窗口32的透射面9，可以经历进一步的成形处理，以提高第一成形处理所损坏的表面质量，例如，特别是平面度偏差(例如下垂)，以将其平整化。
为此，具体充当成型元件的强化元件4布置在另一个第二衬底5a上，并且玻璃晶片1中没有强化元件4的衬底侧1a与另一个第二衬底5a或布置在其上的强化元件4进行接触。在根据图6.2c的示例中，仅仅玻璃晶片1中后来充当接触区域或接触表面的区域或者仅仅玻璃晶片1的晶片边缘，与另一个第二衬底5a进行接触。可选地(具体是附加地)，玻璃晶片1的覆盖区域38的至少部分区域与布置在另一个第二衬底5a上的强化元件4进行接触。玻璃晶片1的随后加热和变形步骤导致布置在另一衬底5a上并面向玻璃晶片1的强化元件4的表面区域成型在玻璃晶片1上。因为强化元件4的对应表面区域呈现为抛光，所以其高表面质量、具体为微小粗糙度和高水平平面度转移到玻璃晶片1。结果，生产的盖22的光学窗口32(或其透射表面9)在两侧具有高表面质量。
作为根据图6.1和6.2的处理变化形式的组合的一种选择，如图6.3所示，玻璃晶片1的衬底侧1b在加热和变形之前可以设置有强化元件4，并且玻璃晶片1的另一衬底侧1a在加热和变形过程中与布置在第二衬底5上的强化元件4进行接触。由此形成强化元件4支撑在两侧的玻璃晶片1的区域，该区域在移除强化元件4后具有高表面质量。
图7-7.3和图8-8.4中示出根据本发明方法生产盖22的所述处理变化形式的 进一步改进。
通过将多个强化元件4布置在一个偏转区域21中(例如，图7、7.2-7.3和图8-8.1、8.3)和/或第二衬底5中面向偏转区域21的区域中(例如，图7.3和图8.1-8.3)或通过使用专门结构化的强化元件4(例如，图7.1和图8.4)，可以通过加热和变形在一个偏转区域21中实现玻璃晶片1的多个移位和/或倾斜区域或光学窗口8、30、32。
由于加热和变形以及连接到其上的玻璃流，玻璃晶片1中的对准凹陷5b(图7.2c)可以减小或可以完全消失。
最后，强化元件4和支撑结构13可以通过湿法化学选择蚀刻从玻璃晶片1中移除。
在根据图7.1和图8.4的处理变化形式中，使用专门结构化的强化元件4，其在加热和变形之前具有被实施为向衬底面1a、1b倾斜或向玻璃晶片1的偏转区域的部分表面区域倾斜的表面区域，并且在进一步的处理操作中与玻璃晶片1的区域进行接触。通过强化元件4所引导的玻璃晶片1的变形和/或强化元件4的倾斜表面区域在玻璃晶片1上的成型，确保了强化元件4对玻璃晶片1的成形的辅助。强化元件4另外也具有充当固定元件16的区域和/或充当支撑结构13(例如，作为隔垫)的区域。例如通过<111>硅的KOH蚀刻处理，可以形成这样具有高表面质量的强化元件4的倾斜表面区域。
图9-9.1示出根据本发明权利要求1所述的方法在生产盖22过程中固定元件的使用。固定元件16可以在强化元件4的生产过程中生成。
在随后基体堆叠7和第二衬底5(例如硅晶片)的阳极键合过程中，将如图9所示的固定元件16夹持在待连接的表面之间并因此固定。为了尽管存在固定元件16也能确保基体堆叠7和第二衬底5之间的稳定连接，第二衬底5设计有用于固定元件16的接收槽17(图9b)。
可选地，强化元件4可以通过固定元件16连接到刚性区域或第一衬底1(图9.1b)和/或第二衬底5(图9.1b_1)的、在进一步处理操作中尺寸稳定的区域上。这样的稳定连接可以通过阳极键合或热键合来确保。
在接下来的加热和变形过程中，夹持或键合的固定元件16防止强化元件4的移位和/或扭曲。另外，固定元件16降低了玻璃晶片1中被固定元件16(图9c、9.1_1)所覆盖的区域38中的不期望的变形，例如下垂。在根据图9.1b_1的 处理变化形式中，固定元件16另外还充当用作隔垫的支撑结构13。
在上述处理变化形式中，玻璃晶片1的变形由环境压力和空腔10中的压力之间的压力差所导致的力辅助，所述空腔10被(另一个)基体堆叠7或玻璃晶片1与第二衬底5或基体堆叠7a所包围。
在根据图10的另一个处理变化形式中，此力通过具有突出元件(stamp element)19的成形元件18引入。在此情况下，以如下方式对准突出元件19，即，所述力相对于强化元件4或偏转区域21不作用于中心(图10a)。由此促进了强化元件4和由此覆盖的玻璃晶片1的区域38的倾斜。保持所述力直到获得玻璃晶片1中被强化元件4所覆盖的区域38的期望倾斜。
为了提高倾斜光学窗口8的倾斜精确度，限定突出元件19的最大偏转的专门止挡结构(stop structure)20被应用到或布置在玻璃晶片1上。这些止挡结构20可以一层或多个层或层序列的形式涂覆在玻璃晶片1上。突出元件19的最大偏转以及因此期望的倾斜度可以通过层或层序列的厚度变化来设定。一旦成形元件18与止挡结构20进行接触，完成了成形处理，如图10b所示。止挡结构20可以如上所述用于强化元件4和/或支撑结构13的方式布置在玻璃晶片1上并且连接到玻璃晶片1。
成形处理的精确度的进一步提高可以通过突出元件19获得，突出元件19具有光学窗口8所期望的倾斜度的倾斜突出表面(图10c)。
可以设计成形器件18，使得其可以多次使用，例如因为避免了成形器件18与玻璃晶片1的直接接触(图10)。
根据图11的处理变化形式示出具有呈现为移位和倾斜的光学窗口32的盖22的生产，光学窗口32在其一侧设置有作为功能表面结构的蛾眼结构40。
在此情况下，在布置在第二衬底5中在加热和变形过程中与玻璃晶片1进行接触的一侧之前，由硅制成的强化元件4设置有二氧化硅层。二氧化硅层被结构化，使得强化元件4因此具有由二氧化硅制成的蛾眼结构40(图11a)
此后，通过真空操纵器3以如下方式将强化元件4布置在第二衬底5上(图11b)，即，在将玻璃晶片1布置在第二衬底5上之后，强化元件4中设置有蛾眼结构40的一侧面向玻璃晶片1。
玻璃晶片1通过加热和变形与强化元件4或蛾眼结构40进行接触(图11c)，其中，由于处理温度，热键合处理在蛾眼结构40和玻璃晶片1之间产生整体结 合连接。
在将结构化的玻璃晶片1与第二衬底5分开(图11d)之后，移除强化元件4的硅，由此得到盖22，其窗口32呈现为移位和倾斜，并且设置有至少一个具有蛾眼结构40的透射表面9(图11f)。基于上述处理变化形式，也可以生产窗口8、30、32，其中，两个透射表面9设置有蛾眼结构。
根据图12的处理变化形式示出具有倾斜光学窗口8的盖22的生产，其不呈现为一体式。
由硼硅酸盐制成并设置有馈通孔6b的玻璃晶片1形成起始点。馈通孔6b可以通过钻孔(例如，超声波钻孔、激光钻孔)生成。此后，玻璃晶片1通过热键合处理连接到由耐高温或高熔点玻璃(例如，Corning EagleCorning LotusSchott))制成的强化衬底4a。可选地，也可以通过阳极键合处理进行连接，其中，在此情况下，在连接步骤之前，在强化衬底4a中待连接到玻璃晶片1的一侧沉积硅层。在阳极键合之后，在强化衬底4a中充当光学窗口的区域中移除(例如，通过湿法化学蚀刻)此硅层。
强化衬底4a的两个衬底侧呈现为抛光和面平行。另外，强化衬底4a具有第二凹陷4b，其在随后的生成强化元件4的锯掉步骤过程中防止锯3a与玻璃晶片1的接触。可选地，在布置于玻璃晶片1之前可以生成强化元件4(例如，通过锯掉处理)，然后通过真空操纵器3将其布置玻璃晶片1上。由玻璃晶片1和强化元件4形成的基体堆叠7布置在由石墨制成的第二衬底5上，第二衬底5具有第三凹陷6(图12d)。在加热和变形过程中，由于空腔10中的压力与环境压力之间的压力差，促进了玻璃晶片1的覆盖区域38的移位和/或倾斜。
因为由熔点比玻璃晶片1高的玻璃构成强化元件4，所以，在加热和变形过程中保持了它们的形状和结构。因为强化衬底4a的衬底侧呈现为面平行和抛光，所以，强化元件4保留在玻璃晶片1上并且充当倾斜光学窗口8，倾斜光学窗口8的透射表面9具有高表面质量，具体为微小平面度偏差和粗糙度。
元件列表
1 第一衬底，例如玻璃晶片
1a 第一衬底面或第一衬底的衬底侧
1b 第二衬底面或第一衬底的衬底侧
1c 第一衬底中的第一凹陷
2 接收衬底
3 真空操纵器
3a 锯
4 强化元件或另一强化元件
4a 强化衬底或强化层
4b 强化衬底中或强化层中的第二凹陷
5 第二衬底，例如硅衬底
5a 另一个第二衬底
5b 第一衬底中的对准凹陷
5c 第二衬底中的对准凹陷
6 第二衬底中的第三凹陷
6b 第一衬底中的馈通孔
7 基体堆叠或另一基体堆叠
7a 主堆叠
8 倾斜光学窗口
9 光学窗口的透射表面
10 基体堆叠和第二衬底或第一衬底/另一基体堆叠和主堆叠之间的空腔
11 支撑表面
11a 支撑区域
12 由基体堆叠和第二衬底或第一衬底/另一基体堆叠和主堆叠形成的层系统
13 支撑结构
14 第二衬底的反接触表面
15 第二衬底的凹槽，例如用作真空泵的连接
16 固定元件
17 第二衬底中的接收槽
18 成形器件
19 突出元件，例如具有线性或斜面的突出表面
20 止挡结构
21 偏转区域
22 盖
23 盖的接触表面
24 载体衬底
25 微镜
26 微镜的悬架
27 接触垫
28 入射辐射
29 反射辐射
30 移位光学窗口
31 第二衬底的第三凹陷的底部
32 呈现为移位和倾斜的光学窗口
34 盖单元
36 接收衬底的界定表面
37 接收凹陷
38 第一衬底的覆盖区域
40 蛾眼结构

Claims (51)

1.一种用于生产光学部件的方法，包括以下步骤：
-提供第一衬底(1)和第二衬底(5)；
-通过将其与强化衬底(4a)分开提供至少一个强化元件(4)；
-通过将所述至少一个强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上形成堆叠(7)，由此，所述强化元件(4)覆盖所述第一衬底(1)的区域；
-使所述第二衬底(5)与所述堆叠(7)进行接触；以及
-加热并变形所述第一衬底(1)，使得所述衬底(1)中被所述至少一个强化元件(4)所覆盖的所述区域的至少一部分移位和/或倾斜，并且/或者所述第一衬底(1)的区域与所述至少一个强化元件(4)进行接触。
2.一种用于生产光学部件的方法，包括以下步骤：
-提供第一衬底(1)和第二衬底(5)；
-通过将其与强化衬底(4a)分开提供至少一个强化元件(4)；
-通过将所述至少一个强化元件(4)布置在所述第二衬底(5)上生成堆叠(7a)；
-使所述第一衬底(1)与所述堆叠(7a)进行接触；
-加热并变形所述第一衬底(1)，使得所述衬底(1)中的区域与所述至少一个强化元件(4)进行接触。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，提供的所述第一衬底(1)具有另一强化元件(4)，其中，所述另一强化元件(4)覆盖所述第一衬底(1)的区域，并且所述第一衬底(1)和所述另一强化元件(4)形成另一堆叠(7)，所述另一堆叠(7)在进行接触的步骤过程中与由所述强化元件(4)和所述第二衬底(5)构成的所述堆叠(7a)进行接触，
并且，还进行所述第一衬底(1)的所述加热和变形，使得所述衬底(1)中被所述另一强化元件(4)覆盖的区域的至少一部分移位和/或倾斜，
并且/或者所述第一衬底(1)的区域与所述另一强化元件(4)进行接触。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以如下方式为所述第一衬底(1)提供所述另一强化元件(4)，即，通过将其与强化衬底(4a)分开来提供所述另一强化元件(4)，并将其布置在所述第一衬底(1)上，并且/或者将强化层(4a)涂覆到所述第一衬底(1)，其被结构化以形成所述另一强化元件(4)。
5.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，以如下方式形成所述堆叠(7a)并将其与所述另一堆叠(7)进行接触，即，所述至少一个强化元件(4)至少部分地布置在所述第一衬底(1)和第二衬底(5)之间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一个强化元件(4)至少部分地布置在所述第二衬底(5)面向所述第一衬底(1)的衬底侧上。
7.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，以如下方式形成所述堆叠(7a)并将其与所述第一衬底(1)进行接触，即，所述至少一个强化元件(4)至少部分地布置在所述第一衬底(1)和第二衬底(5)之间。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一个强化元件(4)至少部分地布置在所述第二衬底(5)面向所述第一衬底(1)的衬底侧上。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一衬底(1)至少部分区域包含玻璃和/或玻璃状材料或者由玻璃和/或玻璃状材料构成。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述玻璃为硅酸盐玻璃。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述玻璃为硼硅酸盐玻璃。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述强化衬底(4a)是板或晶片。
13.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述强化衬底(4a)、所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)至少部分区域包含半导体材料或由半导体材料构成。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述半导体材料为硅。
15.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一衬底的材料的热膨胀系数与所述至少一个强化元件(4)的材料的热膨胀系数的差小于或等于5ppm/°K。
16.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一衬底的材料的热膨胀系数与所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)的材料的热膨胀系数的差小于或等于5ppm/°K。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一衬底的材料的热膨胀系数与所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)的材料的热膨胀系数的差小于或等于1ppm/°K。
18.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，通过锯掉、激光切割、断裂、和/或蚀刻进行所述至少一个强化元 件(4)的提供步骤。
19.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，通过锯掉、激光切割、断裂、和/或蚀刻进行所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)的提供步骤。
20.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个强化元件(4)的RMS表面粗糙度小于或等于25nm，并且/或者平面度偏差小于或等于180nm。
21.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)的RMS表面粗糙度小于或等于25nm，并且/或者平面度偏差小于或等于180nm。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述RMS表面粗糙度小于或等于15nm。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述RMS表面粗糙度小于或等于5nm。
24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述平面度偏差小于或等于110nm。
25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述平面度偏差小于或等于110nm。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述平面度偏差小于或等于110nm。
27.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述RMS表面粗糙度和/或所述平面度偏差是所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)中与所述第一衬底进行接触的表面区域的RMS表面粗糙度和/或平面度偏差。
28.根据权利要求22-26中任一项所述的方法，其特征在于，所述RMS表面粗糙度和/或所述平面度偏差是所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)中与所述第一衬底进行接触的表面区域的RMS表面粗糙度和/或平面度偏差。
29.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，在布置于所述第一衬底(1)和/或所述第二衬底(5)上之前，将所述至少一个强化元件(4)布置于定位装置(2)。
30.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，在布置于所述第一衬底(1)和/或所述第二衬底(5)上之前，将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置于定位装置(2)。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述定位装置(2)为接收衬底(2)。
32.根据权利要求中3-4任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)具有至少一个固定元件(16)，所述至少一个固定元件(16)减小或防止所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)相对于所述第一衬底(1)和/或相对于所述第二衬底(5)的移位和/或扭曲。
33.根据权利要求3-4任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)具有至少一个固定元件(16)，所述至少一个固定元件(16)在所述堆叠(7a)与所述另一堆叠(7)进行接触或堆叠(7、7a)与所述堆叠(7、7a)不包含的衬底(1、5)进行接触之后，减小或防止所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)相对于所述第一衬底(1)和/或相对于所述第二衬底(5)的移位和/或扭曲。
34.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，形成一个或多个支撑结构(13)，其中，以如下方式进行所述支撑结构(13)的形成，即，所述支撑结构(13)保护所述第一衬底(1)的所述支撑区域(11a)和/或充当所述第一衬底(1)和所述第二衬底(5)之间的隔垫。
35.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)的两个衬底侧(1a、1b)的每个上。
36.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，通过阳极键合、直接键合、等离子体激活键合、和/或热键合将所述至少一个强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上和/或所述第二衬底(5)上、和/或将所述另一个强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上，并且/或者通过所述加热和变形而彼此接触的所述第一衬底(1)与所述强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)的所述区域中的至少部分区域，通过热键合彼此连接。
37.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)在所述变形后至少部分地移除。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，以如下方式进行所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)的移除，即，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)可重复使用。
39.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)中至少与所述第一衬底(1)进行接触的区域具有牺牲层，在所述第一衬底(1)的所述变形之后，移除所述牺牲层，以释放所述强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)。
40.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一衬底(1)中至少部分区域具有至少一个精整涂层以及/或者功能表面结构。
41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述精整涂层是抗反射涂层、抗静电涂层、反射涂层、和/或吸附涂层。
42.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述表面结构是蛾眼结构(40)。
43.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述表面结构是蛾眼结构(40)。
44.根据权利要求42或43所述的方法，其特征在于，以如下方式形成作为功能表面结构的蛾眼结构(40)，即，在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上和/或使其与所述第一衬底(1)进行接触之前，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)中至少与所述第一衬底(1)进行接触的区域设置有所述蛾眼结构(40)的凹模，并且在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上或使其与所述第一衬底(1)进行接触之后，在所述第一衬底(1)的成形过程中，使所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)上的凹模成型在所述第一衬底(1)的第一和/或第二衬底侧(1a、1b)，从而在所述第一衬底(1)的所述第一和/或第二衬底侧(1a、1b)上形成蛾眼结构(40)。
45.根据权利要求42或43所述的方法，其特征在于，以如下方式形成作为功能表面结构的蛾眼结构(40)，即，在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上和/或使其与所述第一衬底(1)进行接触之前，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)中至少与所述第一衬底(1)进行接触的区域设置有所述蛾眼结构(40)的凹模，并且在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上或使其与所述第一衬底(1)进行接触之后，在所述第一衬底(1) 的成形过程中，使所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)上的凹模成型在所述第一衬底(1)的第一和/或第二衬底侧(1a、1b)，从而在所述光学窗口(8、30、32)的透射表面(9)上形成蛾眼结构(40)。
46.根据权利要求41-43中任一项所述的方法，其特征在于，以如下方式形成所述精整涂层，即，在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上和/或使其与所述第一衬底(1)进行接触之前，在所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)中至少与所述第一衬底(1)进行接触的区域设置精整涂层，接着通过所述精整涂层与所述第一衬底(1)之间的连接，在所述第一衬底(1)和所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)之间产生连接，或者在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上和/或使其与所述第一衬底(1)进行接触之前，将所述精整涂层涂覆到所述第一衬底(1)上，接着将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述精整涂层上和/或使其与所述精整涂层进行接触，其中，在所述变形步骤之后，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)至少部分移除并且所述精整涂层保留在所述第一衬底(1)上。
47.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，以如下方式形成所述精整涂层，即，在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上和/或使其与所述第一衬底(1)进行接触之前，在所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)中至少与所述第一衬底(1)进行接触的区域设置精整涂层，接着通过所述精整涂层与所述第一衬底(1)之间的连接，在所述第一衬底(1)和所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)之间产生连接，或者在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上和/或使其与所述第一衬底(1)进行接触之前，将所述精整涂层涂覆到所述第一衬底(1)上，接着将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述精整涂层上和/或使其与所述精整涂层进行接触，其中，在所述变形步骤之后，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)至少部分移除并且所述精整涂层保留在所述第一衬底(1)上。
48.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，以如下方式形成所述精整涂 层，即，在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上和/或使其与所述第一衬底(1)进行接触之前，在所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)中至少与所述第一衬底(1)进行接触的区域设置精整涂层，接着通过所述精整涂层与所述第一衬底(1)之间的连接，在所述第一衬底(1)和所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)之间产生连接，或者在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上和/或使其与所述第一衬底(1)进行接触之前，将所述精整涂层涂覆到所述第一衬底(1)上，接着将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述精整涂层上和/或使其与所述精整涂层进行接触，其中，在所述变形步骤之后，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)至少部分移除并且所述精整涂层保留在所述第一衬底(1)上。
49.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，以如下方式形成所述精整涂层，即，在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上和/或使其与所述第一衬底(1)进行接触之前，在所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)中至少与所述第一衬底(1)进行接触的区域设置精整涂层，接着通过所述精整涂层与所述第一衬底(1)之间的连接，在所述第一衬底(1)和所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)之间产生连接，或者在将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述第一衬底(1)上和/或使其与所述第一衬底(1)进行接触之前，将所述精整涂层涂覆到所述第一衬底(1)上，接着将所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)布置在所述精整涂层上和/或使其与所述精整涂层进行接触，其中，在所述变形步骤之后，所述至少一个强化元件(4)和/或所述另一强化元件(4)至少部分移除并且所述精整涂层保留在所述第一衬底(1)上。
50.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，所述精整涂层保留在所述光学窗口(8、30、32)上。
51.根据权利要求47-49中任一项所述的方法，其特征在于，所述精整涂层保留在所述光学窗口(8、30、32)上。
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