CN111630434A - 微机械反射镜装置、反射镜系统和用于制造微机械反射镜装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微机械反射镜装置、一种反射镜系统以及一种用于制造微机械反射镜装置的方法。该反射镜装置构造有：平面地构造的第一反射镜元件（10）；平面地构造的第二反射镜元件（20）；其中，所述第一和第二反射镜元件（10、20）基本上平面平行地布置；其中，在所述第一和第二反射镜元件（10、20）之间的中间空间（40）具有比所述第一和/或第二反射镜元件（10、20）更小的折射率；其中，所述第一和第二反射镜元件（10、20）局部地通过至少一个支撑结构（130）彼此间隔开地布置；并且其中，所述至少一个支撑结构（130）在垂直于所述第一和第二反射镜元件（10、20）布置的轴向方向（A）上与所述第一和第二反射镜元件（10、20）重叠；并且其中，所述至少一个支撑结构（130）具有如下一种材料或者由如下材料构成，所述材料与构成所述第一和/或第二反射镜元件（10、20）的材料不同。

Description

微机械反射镜装置、反射镜系统和用于制造微机械反射镜装 置的方法

技术领域

本发明涉及一种微机械反射镜装置、一种反射镜系统和一种用于制造微机械反射镜装置的方法。此外，提供一种根据法布里-珀罗原理的干涉仪，该干涉仪使用根据本发明的反射镜装置和/或根据本发明的反射镜系统。

背景技术

具有小型化可能性的可调谐的（durchstimmbar）光谱滤波器可以借助MEMS技术、例如作为法布里-珀罗干涉计（FPI）来实现。在此充分利用，由两个平面平行的、具有在光学波长的范围中的间距（空腔长度）的高反射的反射镜装置构成的空腔仅对于如下波长显示出强的透射，在所述波长下空腔长度对应于半个波长的整数倍。空腔长度例如可借助于静电或压电致动来改变，由此产生可光谱调谐的滤波器元件。对这种光谱仪的性能的重要影响因素是两个反射镜装置的平行度，该平行度应尽可能高，以便在两个反射镜装置之间以尽可能高的精度形成限定的空腔。

为了实现能够对尽可能大的波长范围进行寻址的法布里-珀罗干涉计，必须满足多个条件。基本的标准是，干涉仪的两个反射镜元件在整个待测量的波长范围上是高反射的。在微型化干涉仪中经常使用的反射镜装置的实施方案是由高折射的和低折射的材料的交替层构成的介电层系统，尤其是布拉格反射器（英文“分布式布拉格反射器”，DBR），其中这些层的光学厚度理想地分别是待寻址的范围的中心波长的四分之一。

反射镜层的最大反射率通过DBR反射镜层的尽可能高的折射率阶跃来实现。例如，利用硅空气多层反射镜堆叠可以实现非常高的折射率阶跃。为了在此确保反射镜层在反射镜装置内的相互平行，如下支撑结构是有帮助的，所述支撑结构将周围的高折射层（在此称为反射镜元件）的间距保持恒定。

US 2014/0111811 A1示出了一种可调谐的法布里-珀罗干涉仪，其包括将两个反射镜装置、即反射的元件相互间隔开的锚固结构。经由支撑元件的密度能够调整反射镜装置的刚度。两个反射镜装置与同一基底连接。迄今为止，高折射层的部分、也就是说反射镜元件的部分或中间层已经被用作支撑结构。

发明内容

本发明公开了一种具有权利要求1的特征的反射镜装置、一种具有权利要求8的特征的反射镜系统以及一种根据权利要求9的方法。

相应地规定：微机械反射镜装置，具有：平面地构造的第一反射镜元件；平面地构造的第二反射镜元件；其中，所述第一和第二反射镜元件基本上平面平行地布置；其中，在第一和第二反射镜元件之间的中间空间具有比第一和第二反射镜元件更小的折射率；其中，所述第一和第二反射镜元件通过至少一个支撑结构局部地彼此间隔开地布置；其中，所述至少一个支撑结构在垂直于所述第一和第二反射镜元件布置的轴向方向上与所述第一和第二反射镜元件重叠；并且其中，所述至少一个支撑结构具有如下一种材料或者说由如下一种材料构成，该材料与构成所述第一和/或第二反射镜元件的材料不同。

反射镜装置尤其是理解为一种在法布里-珀罗干涉计中反射光束的装置。

此外，设置有如下反射镜系统，该反射镜系统具有至少一个根据本发明的反射镜装置以及接触装置，该接触装置设计用于在至少一个反射镜装置的第一和/或第二反射镜元件的至少两个彼此电绝缘的部分区段上施加不同的电势。

此外，提供一种用于制造微机械反射镜装置的方法，具有以下步骤：

提供层堆叠，其具有：

- 介电层；

- 布置在所述介电层上的第一折射层；

- 布置在第一折射层上的牺牲层；

- 布置在所述牺牲层上的第二折射层；

分布移除所述第一折射层的、所述第二牺牲层的和所述第二折射层的一部分，以便在所述层堆叠中形成连续的凹部，使得所述凹部在垂直于所述第一和所述第二折射层布置的轴向方向上与所述第一折射层和所述第二折射层重叠；

在所述层堆叠的一侧上沉积填充层，所述凹部朝所述一侧敞开；

其中所述填充层由与所述第一和第二折射层的材料不同的材料构成；

移除该填充层的、处于该层堆叠的初始外层之外的部分；和

移除所述介电层和所述牺牲层，以便提供、尤其是裸露（Freistellen）所述第一和所述第二折射层作为彼此平面平行的反射镜元件。

牺牲层同样可称为介电层并且例如可由二氧化硅制成。

特别优选地，第一和第二反射镜元件之间的间距对应于反射镜装置针对其应当用作光学滤波器的中心波长的四分之一。

本发明的优点

至少一个支撑结构可以由一个或多个单独的支撑元件构成，或者可以具有一个或多个单独的支撑元件。通过使得至少一个支撑结构在轴向方向上不仅与第一反射镜元件而且与第二反射镜元件重叠，实现了机械上特别好的连接，其中至少一个支撑结构同时减少反射镜元件在负荷下的变形。

优选地，第一和第二反射镜元件由相同的材料构造，而至少一个支撑结构仅由如下多种或由如下正好一种材料构成，所述多种或正好一种材料与构成反射镜元件的材料不同。

一方面将不同材料用于至少一个支撑结构并且另一方面用于反射镜元件，允许一方面单独优化支撑结构的电和机械特性，并且另一方面单独优化反射镜元件的光学特性。特别优选的是，至少一个支撑结构由一种或多种电绝缘材料构成，而第一和/或第二反射镜元件由导电的或半导电的材料构成，从而反射镜元件的部分区段可以作为单独的电极起作用。此外，支撑结构的材料可以具有与反射镜元件的材料不同的厚度和/或不同的机械应力，由此可以提高整个反射镜装置的坚固性。

有利的实施方式和改进方案由从属权利要求以及由参照附图的描述得出。

根据一种优选的改进方案，支撑结构的材料具有与第一反射镜元件和/或第二反射镜元件的材料不同的厚度和/或机械应力。以这种方式，例如可以积极地影响整个反射镜装置的刚性并且由此积极地影响其坚固性。

根据一种有利的改进方案，至少一个支撑结构分别将第一反射镜元件和第二反射镜元件划分成至少两个部分区段，所述两个部分区段通过至少一个支撑结构彼此电绝缘。

通过电分离第一和第二反射镜元件的至少两个部分区段，能够为微机械反射镜装置开启多种应用可能性和构造可能性。例如，彼此电绝缘的不同的部分区段可以用作单独的电极，这些单独的电极可以被置于不同的电势上和/或被加载以不同的电流和电压。

例如，可以向部分区段加载如下电压，该电压可以用于致动反射镜装置，也就是说例如用于定向反射镜装置。由此，可以改变在被致动的反射镜装置与例如在同一个干涉仪内的另一反射镜装置之间的间距，由此可以光谱地调谐干涉仪。

第一和第二反射镜元件的另一部分区段例如可以被加载如下电压，该电压被用于探测反射镜装置的偏转。在另一个部分区段中，可以实现无场空间或很大程度上无场空间，例如以便避免反射镜装置在无场空间中变形。

根据一种优选的改进方案，支撑结构具有至少一个区段，所述区段从第一和/或第二反射镜元件的外部面突出。因此，该区段作为止挡部或者也作为防静摩擦突起（英语“防静摩擦突出部、anti-stiction bump”，简称“防静态的摩擦突出部、anti-static-frictionbump”）存在。特别有利的是，所述至少一个支撑结构具有多个这样的止挡部，或者设置多个分别具有至少一个这样的止挡部的支撑结构。

这种止挡部可以防止反射镜装置粘合到一起或防止反射镜装置固定粘合在基底上或降低其可能性。特别有利的是，至少所述至少一个支撑结构的起止挡作用的相应区段由电绝缘材料（绝缘体）构成。在这种情况下，例如在干涉仪内使用反射镜装置时，可以防止电极与反射镜元件焊接在一起。

反射镜元件的外部面尤其是指相应的反射镜元件的、背离第一和第二反射镜元件之间的中间空间的面。至少一个反射镜元件的外部面也表示如下面，光射到所述面上，所述光应通过反射镜装置反射。

根据另一种优选的改进方案，至少一个支撑结构的横向伸展范围与第一和/或第二反射镜元件的横向伸展范围重叠。以这种方式，能够实现至少一个支撑结构和第一和/或第二反射镜元件之间的更好的机械连接。横向或侧向的伸展范围尤其是指在如下一个方向上的伸展范围，该方向位于一个可以平行于第一和第二反射镜元件来考虑的平面中。因此，该方向垂直于轴向方向布置，该轴向方向又垂直于反射镜元件布置。

根据另一种优选的改进方案，至少一个支撑结构由至少两种不同的材料构成。例如，至少一个支撑结构的第一材料可以与反射镜元件接触，而支撑结构的第二材料构造并布置为支撑结构的稳定芯部，以增加支撑结构的刚度，并因此保持第一和第二反射镜元件之间的间距恒定，以便改善反射镜装置的光学特性。

根据另一种优选的改进方案，至少一个支撑结构具有如下流体贯穿通道，穿过所述流体贯穿通道流体能够穿过支撑结构、横穿第一和第二反射镜元件。以这种方式，反射镜装置的两个不同侧之间的热和/或大气平衡可以被改善，由此可以减少到反射镜装置上的外部的拉伸、压缩和变形力。

根据另一种优选的改进方案，在第一和第二反射镜元件之间的中间空间中布置有气体或真空。优选地，在中间空间中布置有具有低折射率的材料，该折射率例如在空气（即气体或气体混合物）的情况下和在真空的情况下特别优选地接近1。在一方面反射镜元件之间的中间空间的折射率和另一方面第一和/或第二反射镜元件的折射率之间的高折射率对比度扩大了反射镜装置具有高反射的波长范围并且在反射镜中的层的数量恒定的情况下提高了最大可达到的反射。具有这样构造的反射镜装置的反射镜系统、尤其是干涉仪因此还可以更广泛地使用。

根据一种优选的改进方案，反射镜系统是干涉仪、尤其是法布里-珀罗干涉计，其中该干涉计的反射镜装置的至少一个反射镜装置是根据本发明的反射镜装置。

按照根据本发明的方法的一种有利的改进方案，分别移除第一折射层的、牺牲层的和第二折射层的一部分，使得连续的凹部这样形成，使得凹部分别将第一和第二折射层（即随后的反射镜元件）划分为至少两个彼此间隔开的部分区段。这具有在上文中结合部分区段的电绝缘所描述的优点。

按照根据本发明的方法的一种优选的改进方案，提供具有布置在第二折射层上的保护层的层堆叠，所述保护层在层堆叠的一侧上形成层堆叠的初始外层。在此，也移除保护层的一部分以用于构成凹部。保护层可以在移除填充层的一部分时起到蚀刻止挡（Ätzstopp）和/或抛光止挡（Polierstopp）的作用，也就是说，相对于所使用的蚀刻方法和/或所使用的抛光装置比填充层更有抵抗能力。保护层可以在移除填充层的一部分之后被移除。

附图说明

下面借助于在附图的示意图中示出的实施例进一步阐释本发明。其中示出：

图1以细节图示出根据一种实施方式的微机械反射镜装置的示意横截面图；

图2以细节图示出根据另一种实施方式的微机械反射镜装置的示意横截面图；

图3以细节图示出根据又一种实施方式的微机械反射镜装置的示意横截面图；

图4以细节图示出根据又一种实施方式的微机械反射镜装置的示意横截面图；

图5以细节图示出根据又一种实施方式的微机械反射镜装置的示意横截面图；

图6以细节图示出根据又一种实施方式的微机械反射镜装置的示意横截面图；

图7示出根据图1至6之一的微机械反射镜装置的截取部分的示意俯视图；

图8示出用于阐释根据另一种实施方式的反射镜系统的示意性框图；

图9示出用于阐释用于制造微机械反射镜装置的方法的示意流程图；并且

图10至15示出用于制造微机械反射镜装置的根据本发明的方法的中间产物的横截面的示意性细节图。

在所有附图中，相同的或功能相同的元件和装置（只要没有另外说明）设有相同的附图标记。方法步骤的编号用于概览并且尤其是不应当（只要没有另外说明）暗示特定的时间顺序。尤其也可以同时执行多个方法步骤。

具体实施方式

图1以详细视图示出了微机械反射镜装置100的示意性横截面图。反射镜装置100具有平面地构造的第一反射镜元件10以及平面地构造的第二反射镜元件20，它们彼此基本上或完全平面平行地布置。在第一和第二反射镜元件10、20之间的中间空间40具有比第一反射镜元件10和/或比第二反射镜元件20本身更小的折射率。以这种方式，反射镜装置100用作微机械布拉格反射镜。

反射镜装置100例如可以这样构造，使得中间空间40向大气敞开并且因此在运行中被填充以具有接近1的折射率的空气。替代地，反射镜装置100也可以这样构造，使得中间空间40气密地封闭。在这种情况下，中间空间40可以填充有气体或气体混合物、例如空气。替代地，在中间空间40中也可以形成如下真空，该真空的折射率同样接近1。

反射镜元件10、20具有相对于中间空间40的折射率更高的折射率。有利地，不仅第一反射镜元件10而且第二反射镜元件20可以由相同的高折射的材料构成。作为高折射率的材料例如可理解为其折射率大于3的材料。反射镜元件10、20例如可以由具有大约3.5的折射率的硅构成，或者具有硅。然而，也可以考虑其他材料、像比如锗或碳化硅作为用于第一和/或第二反射镜元件10、20的材料。

微机械反射镜装置100此外具有如下支撑结构130，通过该支撑结构使第一和第二反射镜元件10、20至少局部地相互间隔开。换句话说，至少一个支撑结构130被布置成在其位置处确保第一反射镜元件10与第二反射镜元件20之间的限定的且期望的间距。

可选地，至少一个支撑结构130被如此构造，从而通过所述至少一个支撑结构将第一反射镜元件10划分成第一部分区段11和第二部分区段12，并且进一步使得通过至少一个支撑结构130将第二反射镜元件20划分成第一部分区段21和第二部分区段22。可选地，至少一个支撑结构130进一步被构造成使得第一反射镜元件10的第一和第二部分区段11、12彼此电绝缘，并且使得第二反射镜元件20的第一部分区段21和第二部分区段22彼此电绝缘。

例如，至少一个支撑结构130可以完全由电绝缘材料形成，例如富含硅的氮化物、碳化硅（SiC）、碳氮化硅（SiCN）等。

下面将根据反射镜元件10、20的部分区段11、12、21、22通过至少一个支撑结构130彼此电绝缘的假设来描述反射镜装置100。然而应理解的是，至少一个支撑结构130或多个支撑结构130中的至少一个也可以导电或半导电地构造，使得不存在部分区段11、12、21、22的电绝缘或仅存在部分区段11、12、21、22的部分电绝缘。

反射镜元件的彼此电绝缘的部分区段例如能够实现反射镜装置与参考对象的间距的直接电容式探测或能够实现电极到反射镜装置本身上的分割。

在此可以规定，第一反射镜元件10的第一部分区段11和第二反射镜元件20的第一部分区段21例如在反射镜装置100的未示出的边缘上彼此电连接。附加地或替代地，可以规定，第一反射镜元件10的第二部分区段12和第二反射镜元件20的第二部分区段22例如在反射镜装置100的未示出的边缘处彼此电连接。

至少一个支撑结构130在轴向方向A上既与第一反射镜元件10又与第二反射镜元件20重叠，所述轴向方向A垂直于第一和第二反射镜元件10、20地布置。换句话说，至少一个支撑结构130横穿第一反射镜元件10和第二反射镜元件20。再次换句话说，至少一个支撑结构至少从第一反射镜元件10的背离第二反射镜元件20的外侧至少延伸直至第二反射镜元件20的背离第一反射镜元件10的外侧。这样指定轴向方向A，因为该轴向方向可以用作反射镜装置的光轴。

图1中的反射镜装置100中的至少一个支撑结构130横向连续地构造，也就是说，所述支撑结构尤其在第一反射镜元件10的第一部分区段11与第二部分区段12之间不具有空腔并且在第二反射镜元件20的第一部分区段21与第二部分区段22之间不具有空腔。因此，支撑结构130特别刚性地构造，由此能够防止或减小反射镜元件10、20的变形。

此外，至少一个支撑结构130在图1中也轴向连续地构造。支撑结构130不仅在第一反射镜元件10的外部面上而且在第二反射镜元件20的外部面上分别与相应的反射镜元件10、20表面相同地构造，其中也可以与此存在偏差。

图2以细节图示出根据另一种实施方式的微机械反射镜装置200的示意横截面图。反射镜装置200是反射镜装置100的一种变型。反射镜装置200同样如以上关于反射镜装置100所描述的那样构造，区别在于，反射镜装置200的至少一个支撑结构230在第二反射镜元件20的外部面24上具有从外部面24突出的区段232。

该区段232也可称为止挡部或称为防静摩擦突起（英语“防静摩擦突出部、anti-stiction bump”，简称“防静态的摩擦突出部、anti-static-friction bump”），并且具有上述优点。

图3以细节图示出根据又一种实施方式的微机械反射镜装置300的示意横截面图。反射镜装置300也是指反射镜装置100的一种变型。代替反射镜装置100的至少一个支撑结构130，反射镜装置300又在反射镜装置300的至少一个支撑结构330的构型方面与反射镜装置100不同。

至少一个支撑结构330被构造为使得其横向地或侧向地与第一反射镜元件10和第二反射镜元件20重叠，以便确保更好的机械连接。与此无关地并且可选地，至少一个支撑结构330附加地如此构造，使得其具有如下区段332，所述区段从第二反射镜元件20的第二外部面24突出并且因此不仅特别好地包围第二反射镜元件20，而且同时与区段332也提供止挡部或防静摩擦突起。

图4以细节图示出根据又一种实施方式的微机械反射镜装置400的示意横截面图。同样，反射镜装置400是反射镜装置100的一种变型，该反射镜装置400在支撑结构430的构造方面不同于反射镜装置100，支撑结构430代替反射镜装置100的支撑结构130而在反射镜装置400中出现。

支撑结构430由两种不同的材料构成，其中这两种材料中的至少一种是电绝缘材料。电绝缘材料434与第一和第二反射镜元件10、20直接接触，而第二材料仅与第一材料434直接接触，并且除了在第一反射镜元件10的外部面14上之外完全被第一材料434包围。因此，第二材料436可被称为支撑结构430的芯部，并且可例如被构造成比第一材料434更硬，以便为支撑结构430提供总体上更大的刚度。

第二材料436能够电绝缘地构成，但是不必电绝缘地构成。因此，一方面归因于第一材料434的支撑结构430的电特性以及另一方面归因于第一材料434与第二材料436的组合的支撑结构430的机械稳定特性可以在很大程度上彼此分开地得到优化。

同样，在至少一个支撑结构430中，可以设置如下区段432，该区段从第二反射镜元件20的外部面24突出或伸出，并且可以例如用作一种止挡部或防静摩擦突起。

图5以细节图示出根据又一种实施方式的微机械反射镜装置500的示意横截面图。反射镜装置500可以称为反射镜装置100的一种变型，其中反射镜装置500通过替代支撑结构130出现的支撑结构530与反射镜装置100不同。

至少一个支撑结构530具有盲孔或凹部538，该盲孔或凹部朝反射镜装置500的外侧（例如，在第一反射镜元件10的外部面14处）敞开。有利地，至少一个支撑结构530在第一反射镜元件10的外部面14上具有如下区段534，该区段经由反射镜元件10的外部面14伸出并且在横向方向上与第一和第二反射镜元件10、20重叠。以这种方式，能够进一步改善至少一个支撑结构530到第一和第二反射镜元件10、20上的机械连接。此外，至少一个支撑结构530也可以具有如下区段532，该区段从第二反射镜元件20的外部面24伸出。

此外，支撑结构530可以被构造为使得其横向或侧向地与第一反射镜元件10和第二反射镜元件20重叠，以便确保更好的机械连接。

图6示出根据又一种实施方式的微机械反射镜装置600的示意横截面图。反射镜装置600是反射镜装置500的一种变型，并且与反射镜装置500的不同之处在于，支撑结构630取代反射镜装置500的支撑结构530。至少一个支撑结构630与反射镜装置500的至少一个支撑结构530同样相同地构造，除了以下区别之外，即至少一个支撑结构630不具有盲孔538，而是代替该盲孔具有流体贯穿通道638，该流体贯穿通道完全横穿支撑结构630。

至少一个支撑结构630能够如此构造，使得其具有至少一个局部受限的流体贯穿通道638。

替代地，至少一个支撑结构630也可以被构造为使得流体贯穿通道638沿着整个支撑结构630延伸。

上述反射镜装置100-600的各个元件当然可以彼此组合。例如，反射镜装置100、200、300和400也可以具有从第一反射镜元件10的外部面14突出的区段534，以便能够实现更好的机械连接。此外，反射镜装置100至400的支撑结构130、230、330、430也可以具有盲孔538或流体贯穿通道638，如图5和图6中所示并且如在相应文本段落中所描述的那样。

此外，支撑结构130、230、330、530和630也可以由多于两种材料构成，如图4中所示以及如上文参照图4所阐释的那样。

应理解，也可以特别是在中间空间40的区域中设置支撑结构130、230、430、530、630与第一和/或第二反射镜元件10、20的横向重叠，如图3所示以及如以上参照图3所描述的那样。

图7示出朝第一反射镜元件10的外部面14的微机械反射镜装置100-600的一种可能的有利实施方案的截取部分的示意俯视图。在图7中示出，第一反射镜元件10的第一部分区段11、支撑结构130至630和第一反射镜元件10的第二部分区段12 （以及相应地，在图7中不可见的第二反射镜元件20的部分区段21、22）被构造为使得第一部分区段11在横向方向上几乎完全被第二部分区段12包围，其中第一反射镜元件10的接片13与第一部分区段11电连接并且与第二部分区段12电绝缘，使得第一部分区段11和第二部分区段12可以有利地在反射镜装置100-600的边缘处电接触。

优选地，第一反射镜元件10中的至少一个支撑结构130至630在俯视图中基本上（尤其除了接片13之外）具有圆形形状，使得第一部分区段11在第二部分区段12内也基本上圆形地构造。以这种方式，在第一部分区段11的区域中可以存在或构造有特别均匀的电场，由此可以减少或避免例如在致动和/或探测时的不期望的电效应。

如果反射镜系统（也参见图8）例如具有根据本发明的反射镜装置100-600中的两个，那么由于环形电极，如图7中所示，两个反射镜装置能够双向地致动并且朝向彼此移动。在面状的电极的情况下，吸引力将以其他方式在两个反射镜装置之间起作用，这种吸引力将表现得像面状压力负荷并且因此可能导致反射镜装置下垂（Durchhang）并且导致平行性降低。这可以增加反射镜装置的光谱透射宽度，并且因此可以降低由两个反射镜装置100-600形成的干涉仪的分辨率。

如果在干涉仪的两个反射镜装置之间施加电压，那么类似情况也适用于电容式探测。在此情况下，这在面状电极的情况下导致吸引，并且如上所述导致干涉仪反射镜在光学相关的范围内的平行度降低，该光学相关的范围在图7中对应于第一部分区段11。因此，在此描述的实施方式允许电容式探测、尤其是直接测量干涉仪的两个反射镜装置之间的光学间隙，而在此不导致干涉仪的反射镜装置之间的反射镜平行度的降低。

当然也可以考虑另一种分割，例如分割为多于两个的彼此基本上同心的部分区段11、12。这例如可以用于在光学相关的最内部的部分区段11中产生完全或很大程度上无场的空间。这例如可以通过如下方式实现，即，在很大程度上包围最内部的部分区段11的中间的部分区段12中，如在图7中所示，施加第一电势，并且在基本上圆形地包围第一部分区段11和第二部分区段12两者的第三部分区段上（在图7中未示出）施加第二电势，该第二电势与第一电势相比具有相反的符号。

可以规定，根据本发明的反射镜装置100-600附加于或替代于至少一个电绝缘支撑结构130-630也具有至少一个另外的支撑结构，所述另外的支撑结构不对反射镜元件10、20的部分区段进行电绝缘。这例如可以通过如下方式实现，即，这些附加的支撑结构不将部分区段完全彼此分开和/或通过以下方式实现，即，支撑结构本身能够导电地或构造为半导体，尤其是由与第一和/或第二反射镜元件10、20相同的材料构成。

这些不进行部分区段的电绝缘的另外的支撑结构也可以称为辅助支撑结构。辅助支撑结构例如可以以规则的或不规则的格栅的形式布置。例如，辅助支撑结构可以以六边形蜂窝图案的形式来构造，其优选地完全在反射镜元件10、20的部分区段之一上延伸。例如，在图7所示的实施方式中，第一这种辅助支撑结构可以面覆盖地布置在第一部分区段11上，和/或第二辅助支撑结构可以面覆盖地布置在第一反射镜元件10的第二部分区段12和第二反射镜元件20的第二部分区段22上。

在此描述的支撑结构和辅助支撑结构的一个大的优点是相对于由拉伸应力引起的变形的机械刚性。迄今已知的支撑性的结构（“锚固结构”）通常具有固有缺点，即反射镜装置的拉伸的预紧导致锚固结构变形，以便部分地降低预紧。这种变形在围绕相应的锚固结构的区域中导致，部分层（相应于反射镜元件）的间隔不再相应于布拉格反射镜所调整到的波长，由此，布拉格反射镜的、也就是说反射镜装置的光学特性变差。与此相对，在此描述的支撑结构和辅助支撑结构具有明显的优点，即相对于这样的变形具有更大的刚性，由此最小化由于错误间隔的反射镜元件10、20引起的光学面的损失。

辅助支撑结构可以实现为至少部分地或完全地连续的壁结构和/或实现为相互独立且间隔开的柱结构。六边形的格栅布置方式提供特别高的机械稳定性。支撑结构和/或辅助支撑结构可以设计为填充的或空心/折叠的结构。支撑结构和/或辅助支撑结构也可以如此构造，从而匹配膜片的层应力。

图8示出用于阐释另一种实施方式的反射镜系统1000的示意框图。反射镜系统1000例如可以是干涉仪、尤其是法布里-珀罗干涉计。反射镜系统1000被构造为具有至少两个介电的或半导电的反射镜装置，其中至少一个是根据本发明的反射镜装置100-600。

反射镜装置中的至少一个、尤其是根据本发明的反射镜装置100-600可相对于至少一个另外的反射镜装置移动。

图8不暗示反射镜装置的几何布置方式。反射镜装置优选地布置在共同的基底处或其上，并且基本上（或完全）相互平行地定向，以便形成法布里-珀罗干涉仪，如这在现有技术中已知的那样。

通过改变两个反射镜装置之间的间距（特别是通过移动可移动的反射镜装置），反射镜系统1000可以例如作为可调谐光谱滤波器运行。为了改变反射镜装置之间的间距，可以借助于反射镜系统1000的接触装置1050在至少一个根据本发明的反射镜装置100-600上将第一电势施加到该反射镜装置100-600的第一部分区段11上并且将第二电势施加到该反射镜装置100-600的第二部分区段上，例如像在上文中参照图7详细描述的那样。

接触装置1050也可以构造用于，将至少一个电势施加到反射镜系统1000的至少一个另外的反射镜装置上。优选地，反射镜系统1000中的所有反射镜装置、根据本发明的反射镜装置100-600和接触装置1050构造用于将不同的电势施加到反射镜系统1000的至少两个反射镜装置100-600的不同部分区段11、12、21、22上。

图9示出用于阐释用于制造微机械反射镜装置、尤其是根据本发明的微机械反射镜装置100-600的方法的示意性流程图。下面借助于附图10至15并且参照这些附图中的附图标记来描述根据图9的方法。 根据图9的方法根据所有关于根据本发明的反射镜装置100-600描述的变型和改进方案是可匹配的并且反之亦然。

图10至图15示出用于制造微机械反射镜装置的根据本发明的方法的中间产物的横截面的示意细节图。

在步骤S01中，提供层堆叠70，其具有：介电层71、布置在介电层71上的第一折射层72、布置在第一折射层72上的牺牲层73、布置在牺牲层73上的第二折射层74。可选地，也可以提供具有布置在第二折射层74上的保护层75的层堆叠70a。根据实施方案而定，介电层71同样可以用作牺牲层。

换句话说，层堆叠70包括以下顺序彼此布置的第一介电层71、第一折射层72、牺牲层73、第二折射层74以及可选地保护层75。折射层72、74尤其是高折射层，即所具有的折射率高于空气的层。

介电层71和/或牺牲层73是在该方法的随后过程中容易移除的层，并且例如可以由二氧化硅SiO₂构成。在下文中用其来制造反射镜元件的第一和/或第二折射层72、74例如由如硅、尤其是多晶硅的材料制成，其中也可以考虑其他材料、像比如锗或碳化硅，其与牺牲层蚀刻工艺兼容，在该牺牲层蚀刻工艺中随后移除牺牲层73并且必要时也移除介电层71。

可选的保护层75在进一步的工艺中可以是有利的并且例如由二氧化硅（SiO₂）组成。

图10示出在执行方法步骤S01之后的方法的中间产物。

在下文中，将借助于图11至图15阐释如何能够（总是在横截面中）制造单个支撑结构130-630，其中应当理解的是，在俯视图中，至少一个支撑结构130-630例如能够如在图7中所示出的那样和/或如参照图7详细地阐释的那样构造。此外应理解，可以以相同的方式同时构成多个支撑结构130-630，例如用于同时构成多个彼此电绝缘的部分区段11、12、21、22。

在步骤S02中，分别移除第一折射层72的、牺牲层73的和第二折射层74的一部分，以便形成连续的凹部76，使得凹部76将第一和第二折射层72、74分别划分为至少两个彼此间隔开的部分区段11、12、21、22。

如此执行层72-74的移除，使得凹部76在垂直于第一和第二折射层72、74布置的轴向方向A上与第一和第二折射层72、74重叠，如这在图1中关于支撑结构130所阐释的那样。

例如，可以通过光刻和/或蚀刻来构成凹部76。在俯视图中，凹部尤其能够构造为圆孔或构造为沟槽。

介电层71和牺牲层73以及可选地还有可选的保护层75可以各向同性地或部分各向同性地被蚀刻，以便在一致性的（konform）沉积填充层以形成随后的支撑结构之后，允许随后的支撑结构通过更大的接触面积更好地机械连接到第一和第二折射层72、74 （随后的反射镜元件）。可能的最终结果例如在图3中示出并且已经参考图3详细阐释。

可选地，在基本上构造S02凹部76之后或之时，例如在另一方法步骤中，介电层71可以从凹部76中蚀刻出来，使得随后的支撑结构构造有止挡部、例如止挡部232，如在图2中所示出的并且参照图2所描述的那样。

如果在步骤S01中提供具有保护层75的层堆叠70，则相应地也穿过保护层75构成有待起聚集作用的（sammelnd）凹部。在执行步骤S02之后的方法的中间产物在图11中示出。在此可见，凹部76在横截面中作为盲孔示出。

为了电分离反射镜元件10、20的彼此间隔开的部分区段11、12、21、22，部分地预先给定随后的支撑结构的形状的凹部76可以被构造为伸长的结构，例如被构造为伸长的通道。

优选地，在俯视图中，凹部76如参照图7关于在第一部分区段11与第二部分区段12之间的至少一个支撑结构130至630所描述地那样成型。替代地，一个凹部76或多个凹部76也能够柱状地或以任意其他形状构成。

在步骤S03中，填充层78例如借助于用于在基底上沉积层的气相沉积工艺或其他已知工艺被沉积到层堆叠70的、凹部76朝其敞开并且在图11中用77表示的一侧。由于存在凹部76，填充层78不仅平坦地布置在层堆叠70上，而且完全地或部分地填充凹部76，如在图12中所示。图12示意性地示出了根据本发明的方法在方法步骤S03之后的中间产物。填充层78由与折射层72、74的一种（或多种）材料不同的材料制成或具有与折射层72、74的一种（或多种）材料不同的材料。

在上文中已经详细地阐释，如果至少一个支撑结构使反射镜元件的不同的部分区段11、12、21、22彼此电绝缘，则是有利的。为此，填充层78可以构造为电绝缘层78，也就是说由电绝缘材料或材料混合物制成。

在沉积S03填充层78时，优选尽可能一致地沉积。填充层的沉积的层厚度优选至少为凹部76的一半宽度，以便产生尽可能少的形貌（Topographie），也就是说，引起凹部76的尽可能均匀的填充。填充层78有利地由硅基或铝基的绝缘体、例如氮化硅、碳化硅、碳氮化硅或氧化铝构成。

在步骤S04中，至少移除附加层78的、位于层堆叠的初始外部面之外的部分。尤其可以移除整面的材料。如果在步骤S01中提供具有可选的保护层75的层堆叠70，则移除填充层78的伸出保护层75的那部分，如在图13中所示。

填充层78的突伸的部分的移除S04优选通过蚀刻和/或抛光进行。保护层75只要被构造，在此就可以用作蚀刻止挡或抛光止挡。特别地，当所选择的工艺具有足够的选择性时，即足够好地作用于填充层78并且同时不侵蚀第二折射层74或者仅以很小的程度侵蚀第二折射层74时，可以省去保护层75的形成。

图13示出了在执行步骤S04之后的用于制造微机械反射镜装置的根据本发明的方法的中间产物的横截面视图的示意性细节视图。

因此，如果没有提供可选的保护层75，并且层堆叠70的初始外部面例如由第二折射层74提供，则填充层78的位于初始外部面的之外、即位于第二折射层74之外的、也即从所述初始外部面伸出的那部分被移除。

在可选的步骤S05中，在方法步骤S04之后移除保护层75。

图13以示意性横截面图示出了在执行可选的步骤S05之后的用于制造微机械反射镜装置的方法的中间产物。

最后，在步骤S06中，例如经由这里未示出的牺牲层蚀刻通道，通过牺牲层蚀刻工艺移除介电层和/或牺牲层73。因此，折射层72、74作为具有彼此间隔开的（并且可选地彼此电绝缘的）部分区段11、12、21、22的反射镜元件10、20予以提供。在一些实施方式中，可以将折射层72、74作为具有彼此间隔开的（并且可选地彼此电绝缘的）部分区段11、12、21、22的反射镜元件10、20进行暴露。

留下的填充层78因此用作支撑结构30，如在图15中示出的那样。

为了制造根据图1的反射镜装置100，例如可以移除填充层78的伸出超过第一和第二反射镜元件10、20的相应的外部面14、24的区段。

虽然本发明借助优选的实施例在上面被描述，但是本发明不局限于此，而是可以以多种方式和方法被修改。尤其地，本发明可以以各种各样的方式被改变或修改，而不偏离本发明的核心。

Claims (12)

1.一种微机械反射镜装置（100-600），具有：

平面地构造的第一反射镜元件（10）；

平面地构造的第二反射镜元件（20）；

其中，所述第一和第二反射镜元件（10、20）基本上平面平行地布置；

其中，在所述第一和第二反射镜元件（10、20）之间的中间空间（40）具有比所述第一和/或第二反射镜元件（10、20）更小的折射率；

其中，所述第一和第二反射镜元件（10、20）局部地通过至少一个支撑结构（130-630）彼此间隔开地布置；

其中，所述至少一个支撑结构（130-630）在垂直于所述第一和第二反射镜元件（10、20）布置的轴向方向（A）上与所述第一和第二反射镜元件（10、20）重叠；

并且其中，所述至少一个支撑结构（130-630）具有如下一种材料或者由如下材料构成，所述材料与构成所述第一和/或第二反射镜元件（10、20）的材料不同。

2.根据权利要求1所述的反射镜装置（100-600），

其中，所述至少一个支撑结构（130-630）的材料具有与所述第一反射镜元件（10）的和/或所述第二反射镜元件（20）的材料不同的厚度和/或机械应力。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的反射镜装置（200-600），

其中，所述至少一个支撑结构（130-630）将所述第一反射镜元件（10）和所述第二反射镜元件（20）分别划分为至少两个部分区段（11、12、21、22），所述部分区段通过所述至少一个支撑结构（130-630）彼此电绝缘。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的反射镜装置（200-600），

其中，支撑结构（230-630）具有至少一个区段（232、332、432、532），所述至少一个区段从所述第一和/或第二反射镜元件（10、20）的外部面（14、24）突出。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的反射镜装置（300、500、600），其中，所述至少一个支撑结构（330、530、630）的横向伸展范围与所述第一和/或第二反射镜元件（10、20）的横向伸展范围重叠。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的反射镜装置（400），其中，至少一个支撑结构（430）由至少两种不同的材料（434、436）构成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的反射镜装置（600），

其中，所述至少一个支撑结构（630）具有如下流体贯穿开口（638），穿过所述流体贯穿开口流体能够横穿所述支撑结构（630）、所述第一和第二反射镜元件（10）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的反射镜装置（100-600），其中，在所述第一和第二反射镜元件（10、20）之间的中间空间（40）中布置有气体或真空。

9.一种反射镜系统（1000），具有：

根据权利要求1至7中任一项所述的反射镜装置（100-600）；以及接触装置（1050），该接触装置设计用于，在所述第一和/或第二反射镜元件（10）的至少两个彼此电绝缘的部分区段（11、12、21、22）上施加不同的电势。

10.一种用于制造微机械反射镜装置的方法，具有以下步骤：

提供（S01）层堆叠（70），该层堆叠具有：

介电层（71）；

布置在所述介电层（71）上的第一折射层（72）；

布置在所述第一折射层（72）上的牺牲层（73）；和

布置在所述牺牲层（73）上的第二折射层（74）；

分别移除（S02）所述第一折射层（72）的、所述牺牲层（73）的和所述第二折射层（74）的一部分，以便在所述层堆叠（70）中形成连续的凹部（76），使得所述凹部（76）在垂直于所述第一和第二折射层（72、74）布置的轴向方向（A）上与所述第一和第二折射层（72、74）重叠；其中填充层（78）由与所述第一和/或第二折射层（72、74）的材料不同的材料构成；

将填充层（78）沉积（S03）到所述层堆叠（70）的如下一侧上，所述凹部（76）朝所述一侧敞开；

移除（S04）所述填充层（78）的、位于所述层堆叠（70）的初始外层之外的部分；以及

移除（S06）所述牺牲层（73），以便提供第一和第二折射层（72、74）作为彼此平面平行的反射镜元件（10、20）。

11.根据权利要求10所述的方法，

其中，如此进行所述移除（S02），以便形成所述连续的凹部（76），从而所述凹部（76）将所述第一和第二折射层（72、74）分别划分成至少两个彼此间隔开的部分区段（11、12、21、22）。

12.根据权利要求10或11所述的方法，

其中，提供具有布置在所述第二折射层（74）上的保护层（75）的层堆叠（70），该保护层在所述层堆叠（70）的一侧上形成所述层堆叠（70）的初始外层；

其中也移除保护层（75）的一部分以构造所述凹部（76）；

其中所述保护层（75）在移除（S04）所述填充层（78）的部分时用作蚀刻止挡和抛光止挡；并且其中，所述方法具有以下步骤：

在移除（S04）所述填充层（78）的部分之后移除（S05）所述保护层（75）。

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