DE102006057568A1

DE102006057568A1 - Microoptical element with a substrate and method for its production

Info

Publication number: DE102006057568A1
Application number: DE200610057568
Authority: DE
Inventors: Jan Uwe Schmidt; Thor Bakke; Martin Friedrichs; Peter Dr. Dürr
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Micronic Laser Systems AB
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Micronic Laser Systems AB
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2008-05-29
Also published as: WO2008064880A1

Abstract

Die Erfindung betrifft mikrooptische Elemente mit einem Substrat und Verfahren zur Herstellung dieser Elemente. Dabei weisen die Substrate an einer optisch wirksamen Oberfläche mindestens eine Höhenstufe auf. Sie können um eine Ruhelage, bevorzugt elektrostatisch ausgelenkt werden. Aufgabe der Erfindung ist es, mikrooptische Elemente zur Verfügung zu stellen, die an optisch wirksamen Oberflächen Höhenstufen aufweisen, dabei beidseitig der Höhenstufe(n) eine homogene Reflektivität einhalten sowie dauerhaft und temperaturunabhängig eine hohe Planarität beibehalten. Die erfindungsgemäßen mikrooptischen Elemente sind mit einem Substrat, das als ein Stück und aus einem homogenen Werkstoff oder einem Nanolaminat gebildet.The invention relates to micro-optical elements with a substrate and method for producing these elements. In this case, the substrates have at least one height level on an optically active surface. They can be deflected by a rest position, preferably electrostatically. The object of the invention is to provide micro-optical elements which have height levels on optically active surfaces, while maintaining a homogeneous reflectivity on both sides of the height step (s) and maintaining a high planarity permanently and independently of temperature. The microoptical elements according to the invention are formed with a substrate which is formed as one piece and from a homogeneous material or a nanolaminate.

Description

Die Erfindung betrifft mikrooptische Elemente mit einem Substrat und Verfahren zur Herstellung dieser Elemente. Dabei weisen die Substrate an einer optisch wirksamen Oberfläche mindestens eine Höhenstufe auf. Sie können um eine Ruhelage, bevorzugt elektrostatisch ausgelenkt werden.The The invention relates to micro-optical elements with a substrate and Process for the preparation of these elements. This is shown by the substrates at least one height level on an optically effective surface on. You can to a rest position, preferably electrostatically deflected.

Neben der Erhöhung der Steifigkeit und Festigkeit gegen eine Verwindung und Durchbiegung können Höhenstufen auch optische Einflüsse erreichen. So ist eine Phasenmodulation von reflektierten oder transmittierten elektromagnetischen Wellen möglich. Dabei ist ein Einsatz für optische Gitter, sowie Entspiegelung von Oberflächen durch gitterartige Interferenz-Strukturen möglich.Next the increase The rigidity and strength against twisting and deflection can be altitude levels also optical influences to reach. So is a phase modulation of reflected or transmitted electromagnetic waves possible. Here is an insert for optical gratings, as well as anti-reflection of surfaces by lattice-like interference structures possible.

Ein besonderer Einsatzfall sind Flächenlichtmodulatoren (spatial light modulator, SLM) in Form von Matri zen, die mit einer Vielzahl translatorisch oder rotatorisch auslenkbarer reflektierender Elemente gebildet werden können. Um bei einer Anwendung derartiger Elemente in der Mikrolithographie, insbesondere für die Belichtung von Masken oder Wafern Phasen-Kontrast-Techniken anwenden zu können, ist es erforderlich einander zugeordnete Auslenkzustände der mikrooptischen Elemente zu realisieren, für die einfallende elektromagnetische Strahlung mit gleicher Intensität, jedoch mit einer um bis zu 180° verschobenen Phasenlage reflektiert werden kann.One special application are surface light modulators (spatial light modulator, SLM) in the form of Matri zen, with a Variety translational or rotationally deflectable reflective Elements can be formed. In an application of such elements in microlithography, in particular for the Exposure of masks or wafers to be able to use phase-contrast techniques is it requires mutually associated deflection states of the micro-optical elements to realize, for the incident electromagnetic radiation with the same intensity, however with a shift of up to 180 ° Phase position can be reflected.

Herkömmliche SLM, bei denen die verkippbaren mikromechanischen Elemente eine ebene Oberfläche aufweisen, sind dazu nicht in der Lage. Sie erreichen die maximale Reflektivität im Ruhezustand. Gegenüber der im Ruhezustand reflektierten elektromagnetischen Strahlung um 180° phasenverschobenen Strahlung lässt sich für das ausgelenkte Element zwar darstellen, jedoch nur mit einem Bruchteil der Intensität. Dadurch kann der Phasenkontrast nur eingeschränkt genutzt werden. Zur Lösung des Problems wurde daher vorgeschlagen, zwischen den durch die Rotationsachse getrennten planparallelen reflektierenden Bereichen einen optischen Gangunterschied von einem ungeradzahligen Vielfachen von λ/4 (λ Arbeitswellenlänge) einzuführen, wobei die Reflektivität beider Bereiche etwa konstant bleiben soll. In diesem Fall ist die vom unausgelenkten Element senkrecht reflektierte Intensität minimal und steigt mit zunehmender Auslenkung auf einen Maximalwert von etwa der halben einfallenden Intensität an. Für die beiden möglichen Richtungen der Auslenkung ist dabei wie gefordert die Phasenlage der reflektierten Strahlung um 180° verschieden.conventional SLM, in which the tiltable micromechanical elements a flat surface are unable to do so. You reach the maximum reflectivity at rest. Across from the reflected at rest electromagnetic radiation to 180 ° out of phase Radiation lets for Although the deflected element represent, but only with a fraction the intensity. As a result, the phase contrast can only be used to a limited extent. To solve the problem was therefore proposed, between through the axis of rotation separate plane-parallel reflective areas an optical Path difference of an odd multiple of λ / 4 (λ operating wavelength) introduce, where the reflectivity both areas should remain approximately constant. In this case, the The intensity reflected by the undeflected element is minimal and increases with increasing deflection to a maximum value of about half the incident intensity. For the two possible Directions of the deflection is as required the phase position the reflected radiation is different by 180 °.

Ein hierfür geeignetes mikrooptisches Element und Möglichkeiten zu seiner Herstellung sind in WO 2005/057291 A1 beschrieben.A suitable micro-optical element and possibilities for its production are in WO 2005/057291 A1 described.

Dabei werden üblicherweise transparente oder semitransparente Schichten auf ein Substrat aufgebracht und lithografisch strukturiert, um Höhenstufen beispielsweise zur Erzielung der erwähnten Gangunterschiede auszubilden. Eine entsprechende Ausbildung kann mit 24 verdeutlicht werden. Hier ist ein Substrat 10 mittels Pfosten 11 an einem Träger 1 gehalten. Auf dem Träger 1 sind Elektroden 3 und 4 für eine elektrostatische Auslenkung des Substrates 10 vorhanden. Die Höhenstufe ist mit einer zusätzlichen aus einem vom Substratwerkstoff abweichenden Stoff gebildeten Schicht 10.1 ausgebildet worden.In this case, usually transparent or semi-transparent layers are applied to a substrate and lithographically structured to form height levels, for example, to achieve the aforementioned path differences. An appropriate training can with 24 be clarified. Here is a substrate 10 by means of posts 11 on a carrier 1 held. On the carrier 1 are electrodes 3 and 4 for an electrostatic deflection of the substrate 10 available. The height level is provided with an additional layer formed of a material deviating from the substrate material 10.1 been trained.

Bei den bekannten Lösungen treten daher Probleme bzgl. der Planarität und einer erhöhten Temperaturabhängigkeit auf.at the known solutions There are problems with planarity and increased temperature dependence on.

Dabei kann ein Substrat ohne Beschichtung sicher in planarer Form zur Verfügung gestellt werden. Erfolgt dann aber eine Beschichtung, ist und bleibt der beschichtete Bereich nur dann in gewünschter Form planar, wenn an der Grenzfläche zur Beschichtung keine Kräfte wirken. Dies ist in der Regel aber nicht der Fall, da die Schichtspannungen in Substrat und Beschichtung nicht gleich sind.there For example, a substrate without a coating can be used safely in planar form disposal be put. But then a coating is, is and remains the coated area only in the desired form planar when on the interface no forces for coating Act. However, this is usually not the case as the layer stresses in substrate and coating are not the same.

Da weiterhin die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Beschichtung und Träger nicht identisch sind, werden durch Temperaturänderungen (z.B. verursacht durch Laserbestrahlung) oder lokale Temperaturgradienten (Verlustwärme von ggf. in den SLM integrierten Schaltungen) in reflektierenden Elementen der be schriebenen Art, wie bei einem Bimetall-Streifen, mechanische Spannungen erzeugt, die zu einer Verbiegung bzw. einer Verschlechterung der Planarität führen, wodurch sich die Abbildungseigenschaften der Elemente drastisch verschlechtern.There continue the thermal expansion coefficient of coating and carriers are not identical, are caused by temperature changes (e.g. by laser irradiation) or local temperature gradients (loss heat of possibly in the SLM integrated circuits) in reflective elements be of the type described, as in a bimetallic strip, mechanical Generates stresses that lead to a bowing or deterioration the planarity to lead, which drastically reduces the imaging properties of the elements deteriorate.

Die unterschiedliche Reflektivität in beschichteten und unbeschichteten Bereichen kann bei Betrieb mit extrem kurzen Laserpulsen zu einer lokal unterschiedlichen Erwärmung und so zu starken mechanischen Spannungen führen. Im Extremfall kann ggf. sogar eine Delamination der Beschichtung auftreten kann.The different reflectivity in coated and uncoated areas may be in operation with extremely short laser pulses to a locally different heating and thus lead to strong mechanical stresses. In extreme cases, if necessary even a delamination of the coating can occur.

Bei der Herstellung von in Rede stehenden mikrooptischen Elementen ist es erforderlich eine dauerhafte und temperaturunabhängige Planarität einzuhalten sowie insbesondere bei optisch wirksamen Oberflächen über deren gesamte Fläche weitere Parameter zu berücksichtigen.at the production of micro-optical elements in question is it is necessary to maintain a permanent and temperature-independent planarity and especially in optically active surfaces over the entire surface more Parameters to be considered.

So ist es bei mikrooptischen Elementen mit phasenschiebenden Eigenschaften gewünscht, den oder die Phasensprünge exakt reproduzierbar und möglichst homogen einstellen und einhalten zu können. Über die gesamte optisch wirksame Oberfläche sollte eine homogene Reflektivität oder Transparenz eingehalten werden können.Thus, it is desired for micro-optical elements with phase-shifting properties to be able to set and maintain the phase jumps exactly and reproducibly as homogeneously as possible. Over the entire optically effective surface should have a homogeneous reflectivity or transparency can be complied with.

Ein Einsatz sollte auch im Wellenlängenbereich der DUV-Strahlung (insbesondere bei 248 nm, 193 nm), VUV (157 nm) und EUV-Strahlung (insbesondere bei 13,4 nm) möglich sein.One Use should also be in the wavelength range DUV radiation (especially at 248 nm, 193 nm), VUV (157 nm) and EUV radiation (especially at 13.4 nm) may be possible.

Bei der Herstellung sollte auf bekannte und bewährte Technologien zurückgegriffen werden können.at Manufacturing should be based on well-known and proven technologies can be.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, mikrooptische Elemente zur Verfügung zu stellen, die an optisch wirksamen Oberflächen Höhenstufen aufweisen, dabei beidseitig der Höhenstufe(n) eine homogene Reflektivität einhalten sowie dauerhaft und temperaturunabhängig eine hohe Planarität beibehalten.It It is therefore an object of the invention to provide micro-optical elements available places, which have height levels on optically effective surfaces, thereby both sides of the height level (s) a homogeneous reflectivity comply and maintain a high planarity permanently and temperature-independent.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit mikrooptischen Elementen, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweisen, gelöst. Sie können mit einem Verfahren nach Anspruch 15 hergestellt werden. Vorteilhafte Verwendungen sind mit Anspruch 25 benannt.According to the invention this Task with micro-optical elements that have the characteristics of the claim 1, solved. You can be prepared by a method according to claim 15. advantageous Uses are named with claim 25.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.advantageous Embodiments and developments of the invention can with in subordinate claims designated characteristics can be achieved.

Die erfindungsgemäßen mikrooptischen Elemente mit einem Substrat sind dabei so ausgebildet, dass mindestens eine Höhenstufe an einer optisch wirksamen Oberfläche ausgebildet ist.The according to the invention micro-optical Elements with a substrate are designed so that at least a height level is formed on an optically effective surface.

Das Substrat mit der/den Höhenstufe(n) ist dabei als ein Stück aus einem aus einem homogenen Werkstoff oder einem Nanolaminat gebildet. Dabei kann die optisch wirksame Oberseite unmittelbar vom Substrat gebildet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit die gesamte Oberseite mit einer geeigneten beispielsweise hochreflektierenden Beschichtung zu versehen. Eine solche Beschichtung sollte dabei ebenfalls aus einem homogenen Werkstoff gebildet sein und über die gesamte Fläche eine konstante Schichtdicke aufweisen, um die Nachteile der aus WO 2005/057291 A1 bekannten Lösung zu vermeiden. Die Schicht kann für die elektromagnetische Strahlung reflektierend sein. Der die Beschichtung bildende Stoff sollte einen zumindest na hezu gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie das Substrat und einen an dieses angepassten Spannungszustand aufweisen, zumindest dann, wenn Sie lediglich an der Oberseite aufgebracht ist.The substrate with the height level (s) is formed as one piece of one of a homogeneous material or a nanolaminate. In this case, the optically effective upper side can be formed directly from the substrate. But it is also possible to provide the entire top with a suitable, for example, highly reflective coating. Such a coating should also be formed of a homogeneous material and over the entire surface have a constant layer thickness to the disadvantages of WO 2005/057291 A1 to avoid known solution. The layer may be reflective to the electromagnetic radiation. The substance forming the coating should have at least a similar coefficient of thermal expansion as the substrate and a tension state adapted to it, at least if it is applied only to the upper side.

Unterschiede im Spannungszustand und/oder der Wärmeausdehnungskoeffizienten von Substrat und einer Beschichtung an seiner Oberseite können weitgehend kompensiert werden, wenn bezüglich des Stoffes, Spannungszustandes und Schichtdicke eine gleiche Beschichtung auch an der Unterseite ausgebildet wird. Das Substrat kann dann an seiner Ober- und Unterseite von zwei Schichten eingefasst sein. Die beiden Schichten sollten das Substrat symmetrisch einfassen und/oder jeweils gleiche Schichtdicke aufweisen. Werkstoffe, die das Substrat bilden sollten eine amorphe oder nanokristalline Struktur aufweisen, insbesondere wenn die Schichten aus Aluminium gebildet sind.differences in the state of stress and / or the coefficients of thermal expansion substrate and a coating on its top can be largely be compensated when respect of the substance, state of tension and layer thickness a same coating also formed on the bottom. The substrate can then on its top and bottom are bordered by two layers. The two layers should surround the substrate symmetrically and / or each have the same layer thickness. Materials that The substrate should form an amorphous or nanocrystalline structure especially if the layers are formed of aluminum are.

Die eine ggf. aber auch mehrere Höhenstufe(n) ist/sind dabei unmittelbar am Substrat ausgebildet, ohne dass hierzu ein weiterer Werkstoff als Zusatzschicht vorhanden ist. Es ist also kein zusätzlicher Stoff oder ein Stoffgemisch am Substrat vorhanden, mit dem eine oder mehrere Höhenstufen ausgebildet ist/sind.The but possibly also several height level (s) is / are formed directly on the substrate without this another material is present as an additional layer. So it is no additional Substance or mixture of substances present on the substrate, with the one or more altitude levels is / are trained.

Als Nanolaminat soll hier ein aus mehreren miteinander verbundenen Einzelschichten bestehender Schichtstapel bezeichnet werden. Ein als Nanolaminat ausgebildetes Substrat kann aus mindestens drei einzelnen dünnen Schichten gebildet sein, die sich in der Art des Stoffes und/oder in anderen Schichteigenschaften unterscheiden. Bevorzugt kann ein Nanolaminat mit mindestens zwei unterschiedlichen Stoffen oder Stoff gemischen gebildet sein. Für ein als Nanolaminat ausgebildetes Substrat kann dabei vorteilhaft ein Aufbau aus alternierenden Dünnschichten verschiedener Stoffe gewählt werden, der in Richtung der Schichtnormalen gesehen, symmetrisch zur Mittelebene des Nanolaminats ist.When Nanolaminate is said to consist of several interconnected individual layers existing layer stack are called. One as nanolaminate formed substrate may consist of at least three individual thin layers be formed, which differ in the nature of the substance and / or in other layer properties differ. Preferably, a nanolaminate having at least two be formed of different substances or substance mixtures. For one as Nanolaminate trained substrate can advantageously have a structure from alternating thin films various substances chosen become symmetrical in the direction of the layer normal to the midplane of the nanolaminate.

Um einen bereits angesprochenen phasenschiebenden Effekt zu erreichen kann die mindestens eine Höhenstufe eine Stufenhöhe von λ/4 oder einem ungeradzahligen Vielfachen von λ/4 der gewählten Arbeitswellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung aufweisen. Sie kann dann vorteilhaft an einer Rotationsachse und/oder parallel zu dieser ausgerichtet an einem um die Rotationsachse verschwenkbaren mikrooptischen Element angeordnet sein.Around to achieve an already mentioned phase-shifting effect Can the at least one altitude level a step height of λ / 4 or an odd multiple of λ / 4 of the selected operating wavelength have electromagnetic radiation. It can then be beneficial an axis of rotation and / or parallel to this aligned a pivotable about the axis of rotation micro-optical element be arranged.

Mit mehreren parallel zueinander ausgerichteten und in einem geeigneten Abstand zueinander angeordneten Höhenstufen kann aber auch ein optisches Gitter zur Verfügung gestellt werden.With a plurality of parallel aligned and in a suitable Distance from each other arranged height levels can also be a optical grating available be put.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung kann das Substrat mit Höhenstufe(n) eine konstante Schichtdicke über die gesamte Fläche aufweisen. Dabei können geringfügige Abweichungen am Übergang der Höhenstufe aber toleriert werden.In a particularly advantageous embodiment, the substrate with Height level (n) a constant layer thickness over the entire area exhibit. It can minor Deviations at the transition the height level but be tolerated.

Für eine Auslenkung können unterhalb des Substrates, also an der einer optisch wirksamen Oberfläche gegenüberliegenden Seite, Elektroden angeordnet sein, die in geeigneter Form elektrisch angesteuert werden können, um eine gewünschte Auslenkung/Verschwenkung zu erreichen.For a deflection, electrodes may be arranged below the substrate, that is to say on the side opposite to an optically effective surface, which may be electrically driven in a suitable form to produce a desired one To achieve deflection / pivoting.

Das Substrat des mikrooptischen Elements kann mittels Pfosten mit einem Träger verbunden und in einem Abstand zu diesem gehalten sein. Mit den Pfosten kann das Substrat über elastisch verformbare Federelemente verbunden sein. Die Federelemente können bei einem um eine Rotationsachse verkippbaren mikrooptischen Element als Torsionsfedern ausgeführt sein.The Substrate of the micro-optical element can by means of posts with a carrier be connected and kept at a distance to this. With the Post can over the substrate be elastically deformable spring elements connected. The spring elements can in a tiltable around a rotation axis micro-optical element designed as torsion springs be.

Der Träger kann bevorzugt ein Siliciumsubstrat in Form eines Wafers mit integrierter CMOS-Schaltung sein, die wiederum mit den bereits angesprochenen Elektroden elektrisch kontaktiert ist.Of the carrier For example, a silicon substrate in the form of a wafer with integrated CMOS circuit may be preferred be, in turn, with the already mentioned electrodes electrically is contacted.

Selbstverständlich können eine Vielzahl von erfindungsgemäßen mikrooptischen Elementen auch in Form eines Arrays zur Verfügung gestellt werden.Of course, one can Variety of micro-optical according to the invention Elements are also provided in the form of an array.

Bei der Herstellung kann so vorgegangen werden, dass auf einer Oberfläche eines Trägers zuerst mindestens eine Opferschicht ausgebildet wird. Die Opferschicht sollte dabei eine homogene Schichtdicke und nur eine geringe Oberflächenrauhigkeit aufweisen. Sie kann nach ihrer späteren Entfernung den Abstand des Substrates zur Oberfläche des Trägers vorgeben. Opferschicht(en) können mit amorphem Silicium, Siliciumdioxid, einem Photolack, Polyimid, Ti_xAl_y, Aluminium, Mo_xSi_yN_z, Ta_xSi_yN_z, Co_xSi_yN_z, Si_xN_yO_z, GeO_x (mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y, z < 1) und/oder Molybdän gebildet werden.During production, it is possible to proceed in such a way that at least one sacrificial layer is first formed on a surface of a carrier. The sacrificial layer should have a homogeneous layer thickness and only a low surface roughness. You can pretend the distance of the substrate to the surface of the carrier after their subsequent removal. Sacrificial layer (s) may be coated with amorphous silicon, silicon dioxide, a photoresist, polyimide, Ti _x Al _y , aluminum, Mo _x Si _y N _z , Ta _x Si _y N _z , Co _x Si _y N _z , Si _x N _y O _z , GeO _x (where 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y, z <1) and / or molybdenum.

Auf der einen ggf. aber auch auf einer zweiten Opferschicht wird dann das Substrat ausgebildet oder dort aufgebracht. Die Ausbildung des Substrates kann durch Ausbildung einer Schicht erfolgen. Dies kann durch ein an sich bekanntes Bedampfen im Vakuum, CVD-Verfahren oder auch durch Sputtern erreicht werden. Das Substrat kann aus Silicium, Aluminium aber auch einem anderen Werkstoff, der bei der Arbeitswellen länge die gewünschten optischen Eigenschaften aufweist, beispielsweise einem Nanolaminat, gebildet sein. Als hochreflektierender Werkstoff kann beispielsweise Aluminium eingesetzt werden.On the one but possibly also on a second sacrificial layer is then the substrate is formed or applied there. The training of the Substrates can be made by forming a layer. This can by a known per se vacuum evaporation, CVD method or also be achieved by sputtering. The substrate may be silicon, aluminum but also another material, the length of the working waves desired having optical properties, for example a nanolaminate, be formed. As a highly reflective material, for example Aluminum are used.

Es besteht aber auch alternativ dazu die Möglichkeit für die Herstellung eines Substrates mit Höhenstufe(n) ein separates Element zu nutzen, dass mit der Oberfläche einer Opferschicht, z.B. durch Bonden, stoffschlüssig verbunden wird.It But there is also the alternative for the production of a substrate with height level (s) to use a separate element that matches the surface of a Sacrificial layer, e.g. by bonding, materially connected.

Wie bei beiden Alternativen dann die Höhenstufe(n) ausgebildet wird/werden, wird nachfolgend bei Beschreibung von Ausführungsbeispielen noch erläutert werden.As in both alternatives then the height level (s) is / are formed, will be explained below in description of exemplary embodiments.

Nach Ausbildung eines Substrats werden Durchbrechungen ausgebildet, mit deren Hilfe durch Ätzprozesse eine Entfernung der Opferschicht(en) erfolgen und dadurch das Substrat freigelegt werden kann.To Formation of a substrate openings are formed, with their help by etching processes removal of the sacrificial layer (s) and thereby the substrate can be exposed.

Die Ausbildung des Substrates mit Höhenstufe(n) kann durch eine bestimmte Ausbildung einer zweiten Opferschicht, bei der Beschichtung mit Substratwerkstoff in zwei Stufen und lokaler Strukturierung aber auch durch Strukturierung eines mit der Opferschicht verbundenen Elements erreicht werden. Entsprechende Möglichkeiten hierfür folgen wieder im Weiteren bei Beschreibung von drei Beispielen.The Formation of the substrate with height level (s) can by a certain training of a second sacrificial layer, when coating with substrate material in two stages and local Structuring but also by structuring one with the sacrificial layer connected element can be achieved. Appropriate possibilities therefor follow again in the description of three examples.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine Schnittdarstellung eines ersten Beispiels eines erfindungsgemäßen mikrooptischen Elementes mit einer Höhenstufe, das um eine Rotationsachse verkippbar ist; 1 a sectional view of a first example of a micro-optical element according to the invention with a height level, which is tiltable about an axis of rotation;

2 eine Schnittdarstellung eines zweiten Beispiels eines erfindungsgemäßen mikrooptischen Elementes mit einer Höhenstufe, das um eine Rotationsachse verkippbar ist; 2 a sectional view of a second example of a micro-optical element according to the invention with a height level, which is tiltable about an axis of rotation;

3 eine Schnittdarstellung eines dritten Beispiels eines erfindungsgemäßen mikrooptischen Elementes mit einer Höhenstufe, das um eine Rotationsachse verkippbar ist; 3 a sectional view of a third example of a micro-optical element according to the invention with a height level, which is tiltable about an axis of rotation;

4 bis 6 sukzessive erste Verfahrensschritte für die Herstellung der drei Beispiele nach den 1 bis 3; 4 to 6 successively first process steps for the production of the three examples according to the 1 to 3 ;

7 die Ausbildung von Stoppern, bei den Beispielen nach den 1 und 2; 7 the formation of stoppers, in the examples according to the 1 and 2 ;

8 bis 11 sukzessive weitere Verfahrensschritte für die Herstellung des ersten Beispiels nach 1; 8th to 11 successively further process steps for the production of the first example according to 1 ;

12 bis 15 sukzessive weitere Verfahrensschritte für die Herstellung des zweiten Beispiels nach 2; 12 to 15 successively further process steps for the production of the second example according to 2 ;

16 bis 23 sukzessive weitere Verfahrensschritte für die Herstellung des dritten Beispiels nach 3 und 16 to 23 successively further process steps for the production of the third example according to 3 and

24 ein Beispiel nach dem Stand der Technik. 24 an example of the prior art.

Für die Herstellung der drei Beispiele erfindungsgemäßer mikrooptischer Elemente wird ein Träger 1 eingesetzt. Dieser ist ein Siliciumsubstrat mit einem fest verdrahteten Elektrodenarray bzw. einer integ rierten CMOS-Schaltung. Letztere ist über elektrisch leitende Verbindungen mit einer Gegenelektrode 3, einer Substratelektrode 4 und einer Adresselektrode 5 kontaktiert. Die genannten Verbindungen sind in einer dielektrischen Passivierungsschicht 2, die aus Siliciumdioxid und/oder Aluminiumoxid gebildet ist, eingebettet.For the production of the three examples of microoptical elements according to the invention, a carrier is used 1 used. This is a silicon substrate with a hardwired electrode array or an integrated CMOS circuit. The latter is via electrically conductive connections with a counter electrode 3 , a substrate electrode 4 and one address electrode 5 contacted. The compounds mentioned are in a dielectric passivation layer 2 embedded in silica and / or alumina.

Darauf wird beispielsweise in CVD-Technologie eine dielektrische Passivierungsschicht 6 aufgebracht. Diese wird später beispielsweise durch chemisch-mechanisches Polieren geglättet und dabei teilweise abgetragen. Sie bildet eine elektrische Isolation zwischen den Elektroden 3, 4 und 5. Auf Elektroden können dann Stopper 7 als Schicht abgeschieden und strukturiert werden. Diese können einen elektrischen Kurzschluss zwischen Substrat 10 und Elektroden 3, 4 und 5 bei unbeabsichtigt auftretenden zu hohen Auslenkungen vermeiden.For example, in CVD technology, this becomes a dielectric passivation layer 6 applied. This is later, for example, smoothed by chemical-mechanical polishing and partially removed. It forms an electrical insulation between the electrodes 3 . 4 and 5 , On electrodes can then stopper 7 deposited as a layer and structured. These can cause an electrical short between substrate 10 and electrodes 3 . 4 and 5 Avoid too high deflections if they occur unintentionally.

Darauf wird eine erste Opferschicht 8 in CVD- oder Sputtertechnik, bzw. durch Aufschleudern eines flüssigen Precursors abgeschieden. Diese kann beispielsweise aus amorphem Silicium, Siliciumoxid oder einem Polymer (z.B. Polyimid) gebildet sein. Sie gibt den späteren Abstand zwischen Substrat 10 und den Elektroden 3, 4 und 5 vor und bestimmt somit auch die Spannungs-Auslenkungskennlinie beim elektrischen Betrieb mit Auslenkung des mikrooptischen Elements.Then there will be a first sacrificial shift 8th deposited in CVD or sputtering technique, or by spin-coating a liquid precursor. This may for example be formed from amorphous silicon, silicon oxide or a polymer (eg polyimide). It gives the later distance between substrate 10 and the electrodes 3 . 4 and 5 and therefore also determines the voltage deflection characteristic in electrical operation with deflection of the micro-optical element.

Bis zu diesem Verfahrensschritt unterscheidet sich das Vorgehen bei der Herstellung der drei Beispiele erfindungsgemäßer mikrooptischer Elemente nicht voneinander. Beim Beispiel nach 3 werden lediglich keine Stopper 7 ausgebildet.Until this process step, the procedure in the production of the three examples of microoptical elements according to the invention does not differ from one another. For example 3 just become no stoppers 7 educated.

Bei dem ersten Beispiel wird dann aber auf der ersten Opferschicht 8 eine zweite Opferschicht 9 abgeschieden, deren Schichtdicke einem ungeradzahligen Vielfachen von λ/4 einer vorgegebenen Arbeitswellenlänge entspricht. Die zweite Opferschicht 9 soll sich hinsichtlich ihrer Zusammensetzung vom Werkstoff der ersten Opferschicht 8 derart unterscheiden, dass eine Strukturierung der Opferschicht 9 selektiv zur Opferschicht 8 möglich ist (8).In the first example, but then on the first sacrificial layer 8th a second sacrificial layer 9 deposited, whose layer thickness corresponds to an odd multiple of λ / 4 a predetermined operating wavelength. The second sacrificial layer 9 should be in terms of their composition of the material of the first sacrificial layer 8th differ so that a structuring of the sacrificial layer 9 selective to the sacrificial layer 8th is possible ( 8th ).

Die zweite Opferschicht 9 wird dann strukturiert und selektiv zur Opferschicht 8 lokal durch einen Ätzprozess entfernt, so dass sie lediglich in den Bereichen verbleibt in denen später erhabenen Bereiche von Höhenstufen ausgebildet werden (9).The second sacrificial layer 9 is then structured and selective to the sacrificial layer 8th locally removed by an etching process, so that it remains only in the areas in which later raised areas of height levels are formed ( 9 ).

Die Anordnung, Dimension mit Stufenhöhe der Höhenstufe(n) sind zu diesem Zeitpunkt bereits vorgegeben.The Arrangement, dimension with step height of Height level (n) are already specified at this time.

Anschließend erfolgt die Strukturierung von Durchbrechungen in der Opferschicht 8 am Ort der späteren Verbindungen zwischen Träger 1 und Substrat 10. Auf diese mit Opferschicht 8 und teilweise Opferschicht 9 gebildete Topologie erfolgt dann die Ausbildung des Substrates 10 durch einen Beschichtungsprozess. Durch den in diesen Durchbrechungen abgeschiedenen Anteil des Substratwerkstoffs werden die Pfosten 11 ausgebildet, die die Verbindung zwischen Elektrode 4 und Substrat 10 darstellen.Subsequently, the structuring of openings in the sacrificial layer 8th at the place of later connections between carriers 1 and substrate 10 , On this with sacrificial layer 8th and partly sacrificial layer 9 formed topology is then the formation of the substrate 10 through a coating process. By deposited in these openings portion of the substrate material, the posts 11 formed, which is the connection between electrode 4 and substrate 10 represent.

Auf der nach oben weisenden mit Höhenstufe versehenen Oberseite des Substrats 10 kann optional noch vollflächig eine reflektierende Schicht ausgebildet werden. Zur Einhaltung einer temperaturunabhängigen Planarität kann zusätzlich auf der der Oberseite gegenüberliegenden Rückseite des Substrats 10 eine weitere, die Schichtspannung und thermische Ausdehnung der reflektierenden Schicht auf der Oberseite kompensierende Schicht ausgebildet werden. Dabei sollten diese das Substrat 10 unmittelbar einfassenden Schichten möglichst aus dem gleichen Werkstoff und mit gleicher Schichtdicke gebildet sein, da durch die symmetrische Anordnung die thermische Kompensation des Schichtstapelaufbaus gesichert werden kann.On the up-facing topped platform of the substrate 10 Optionally, a reflective layer can also be formed over the entire surface. To maintain a temperature-independent planarity can additionally on the opposite top side of the back of the substrate 10 a further, the layer stress and thermal expansion of the reflective layer on the top compensating layer can be formed. These should be the substrate 10 immediately enclosing layers as possible be formed of the same material and with the same layer thickness, since the thermal compensation of the layer stack construction can be secured by the symmetrical arrangement.

Ein Substrat 10 kann dabei beispielsweise Titan-Aluminium (mit höherer Festig- und Steifigkeit) und die Schichten aus Aluminium gebildet sein.A substrate 10 For example, titanium-aluminum (with higher stiffness and rigidity) and the layers of aluminum can be formed.

Es werden anschließend Durchbrechungen 13 durch Substrat 10 und Teile der Opferschichten 8 und 9, z.B. durch reaktives Ionen-Ätzen (RIE) ausgebildet, wodurch die lateralen Begrenzungen des mikrooptischen Elements und der Pfosten 11 definiert werden. Über hier nicht dargestellte Federlemente zwischen Substrat 10 und Pfosten 11 ist das Substrat 10 mit der Elektrode 4 und dem Träger 1 verbunden, wie in 10 gezeigt.There are then openings 13 through substrate 10 and parts of the sacrificial layers 8th and 9 For example, by reactive ion etching (RIE) formed, whereby the lateral boundaries of the micro-optical element and the posts 11 To be defined. About Federlemente not shown here between substrate 10 and posts 11 is the substrate 10 with the electrode 4 and the carrier 1 connected, as in 10 shown.

In einem abschließenden anisotropen Trockenätzprozess werden dann die Opferschichten 8 und 9 zwischen Substrat 10 und Träger 1 vollständig entfernt und das Substrat 10 freigelegt. Das fertig hergestellte mikrooptische Element ist in 1 gezeigt ist.In a final anisotropic dry etching process, the sacrificial layers become 8th and 9 between substrate 10 and carriers 1 completely removed and the substrate 10 exposed. The finished microoptical element is in 1 is shown.

Bei diesem Beispiel sind die erhabenen und abgesenkten Bereiche des Substrates 10 gleich aufgebaut, weisen so eine identische Reflektivität, Schichtdicke, Eigenspannung, elektrische und Wärmeleitfähigkeit sowie bei entsprechender Prozess-Optimierung, verschwindende mittlere Spannungsgradienten auf. Eine ggf. auftretende Wärmeausdehnung ist überall Substrat 10 gleich. Eine dauerhafte hohe temperaturunabhängige Planarität ist gewährleistet.In this example, the raised and lowered portions of the substrate 10 have the same structure, so have an identical reflectivity, layer thickness, residual stress, electrical and thermal conductivity and, with appropriate process optimization, vanishing average voltage gradients. A possibly occurring thermal expansion is everywhere substrate 10 equal. A permanent high temperature independent planarity is guaranteed.

Bei der Herstellung modifizierter erfindungsgemäßer mikrooptischer Elemente nach 2 wird anfangs, wie beim ersten Beispiel vorgegangen.In the manufacture of modified micro-optical elements according to the invention 2 is initially, as the first example proceeded.

Nach Fertigstellung der ersten Opferschicht 8 werden aber durch diese Durchbrechungen 13' bis auf die Elektrode 4 ausgebildet, um dort später Pfosten 11, mit denen das Substrat 10 nach Entfernung der Opferschicht 8 mit dem Träger 1 verbunden bleibt, ausbilden zu können. Die Opferschicht 8 kann aus amorphem Silicium, Siliciumoxid aber auch aus Polyimid gebildet werden. Dann wird ein erster Teil des Substratwerkstoffs in einer Dicke, die der angestrebten Höhenstufe von λ/4 der vorgegebenen Wellenlänge entspricht, ganzflächig auf Opferschicht 8 und in die Durchbrechungen 13' abgeschieden und anschließend in den Bereichen, wo sich später die tiefer gelegenen Gebiete befinden lokal durch einen Ätzprozess (bevorzugt RIE) wieder entfernt, wie in 12 in der rechten Hälfte dargestellt.After completion of the first sacrificial shift 8th but through these breakthroughs 13 ' to on the electrode 4 trained to post there later 11 with which the substrate 10 after removal of the sacrificial layer 8th with the carrier 1 remains connected to be able to train. The sacrificial layer 8th can be formed of amorphous silicon, silicon oxide but also of polyimide. Then, a first part of the substrate material in a thickness corresponding to the desired height level of λ / 4 of the predetermined wavelength over the entire surface on sacrificial layer 8th and in the openings 13 ' deposited and then in the areas where later the lower areas are located locally removed by an etching process (preferably RIE), as in 12 shown in the right half.

Im Nachgang hierzu wird die gesamte Fläche homogen mit einer weiteren Lage Substratwerkstoff beschichtet (13).Subsequent to this, the entire surface is homogeneously coated with a further layer of substrate material ( 13 ).

Mit Hilfe der z.B. mittels RIE-Ätzen durch den Substratwerkstoff ausgebildeten Durchbrechungen 13 zur späteren Bildung von Pfosten 11 und am äußeren Rand eines Substrates 10 kann anschließend, z.B. durch isotropes Trockenätzen die Opferschicht 8 unterhalb des Substrats 10 entfernt werden.With the help of, for example, by means of RIE etching through the substrate material formed openings 13 for the later formation of posts 11 and on the outer edge of a substrate 10 can then, for example by isotropic dry etching the sacrificial layer 8th below the substrate 10 be removed.

Ein so fertig gestelltes fertiges mikrooptisches Ele ment ist dann in 15 gezeigt.A completed micro-optic ele ment so finished is then in 15 shown.

Obwohl das Substrat 10 bei diesem zweiten Beispiel in zwei Schritten durch Beschichten ausgebildet werden soll, sind gegenüber dem Stand der Technik die gewünschten Vorteile gegeben. Das Substrat 10 ist auch in diesem Fall aus einem einzigen Werkstoff gebildet. Die Reflektivität ist dadurch wieder über die gesamte Fläche in erhabenen und abgesenkten Bereichen gleich. Es ist thermisch kompensiert, d.h. Temperaturschwankungen beeinflussen die Planarität nicht. Die Planarität beeinträchtigende Gradienten der Schichtspannungen können bei Ausbildung der das Substrat 10 bildenden Schichten vermieden werden.Although the substrate 10 In this second example in two steps by coating to be formed, the desired advantages over the prior art are given. The substrate 10 is also formed in this case of a single material. The reflectivity is characterized again over the entire surface in raised and lowered areas the same. It is thermally compensated, ie temperature fluctuations do not affect the planarity. The planarity-impairing gradients of the layer stresses can be used in the formation of the substrate 10 forming layers are avoided.

Bei der Herstellung eines dritten Beispiels kann anfangs wieder so vorgegangen werden, wie bei den beiden vorab beschriebenen Beispielen.at The production of a third example may initially proceed again as in the two previously described examples.

Im Anschluss an die Ausbildung der einen Opferschicht 8 werden erst einmal keine weiteren Schichten durch Abscheidung ausgebildet (16).Following the training of a sacrificial shift 8th once no further layers are formed by deposition ( 16 ).

An Stelle dessen wird eine Membran 12 durch Bonden auf die Opferschicht 8 aufgebracht. Dabei kann es sich bevorzugt um eine dünne Membran eines SOI-Wafers (Silicon an Insulator) handeln. Es können aber auch andere Membranen, beispielsweise metallische Einzelschichten oder Nanolaminate, eingesetzt werden.In its place becomes a membrane 12 by bonding to the sacrificial layer 8th applied. This may preferably be a thin membrane of an SOI wafer (silicone to insulator). However, it is also possible to use other membranes, for example metal monolayers or nanolaminates.

Der SOI-Wafer kann nach dem Bondprozess bis auf die Oxidschicht abgeschliffen werden. Die dann freigelegte Oxidschicht wird durch einen Ätzprozess ebenfalls entfernt, so dass letztendlich nur die auf Opferschicht 8 gebondete Membran 12 verbleibt, aus der im folgenden das Substrat 10 gebildet wird.The SOI wafer can be ground down to the oxide layer after the bonding process. The then exposed oxide layer is also removed by an etching process, so that ultimately only the sacrificial layer 8th bonded membrane 12 remains, from the following the substrate 10 is formed.

Im Anschluss daran erfolgt die Ausbildung der Höhenstufe durch Maskierung und Trockenätzen an der vorab freigelegten Oberfläche der Membran 12, wie dies in 17 gezeigt ist. In der Membran 12, die nunmehr das Substrat 10 bildet werden mittels RIE-Ätzen Durchbrechungen 13 erst bis zur Opferschicht 8 ausgebildet.Subsequently, the formation of the height level by masking and dry etching takes place at the previously exposed surface of the membrane 12 like this in 17 is shown. In the membrane 12 now the substrate 10 are formed by RIE etching openings 13 until the sacrificial layer 8th educated.

Zur Ausbildung von Pfosten 11 kann eine Hilfsschicht 14 aus Siliciumoxid mittels PE-CVD-Technik auf der gesamten Oberfläche und in den Durchbrechungen 13 ausgebildet werden (19).For the formation of posts 11 can be an auxiliary layer 14 made of silicon oxide by means of PE-CVD technology on the entire surface and in the openings 13 be formed ( 19 ).

Wieder durch ein Ätzverfahren werden der Werkstoff der Hilfsschicht 14 und der Werkstoff der Opferschicht 8 in für die Pfostenbildung vorgesehenen Durchbrechungen 13' entfernt (20).Again by an etching process, the material of the auxiliary layer 14 and the material of the sacrificial layer 8th in openings provided for post formation 13 ' away ( 20 ).

Dann wird die gesamte Fläche mit einem leitfähigen Werkstoff für die Ausbildung von Pfosten 11 beschichtet, wie dies aus 21 hervorgeht.Then the entire surface is covered with a conductive material for the formation of posts 11 coated, like this 21 evident.

Dieser Werkstoff wird bis auf Bereich nahe der Pfosten 11 lokal selektiv zur Hilfsschicht 14 durch Ätzen entfernt. Dadurch werden die die Pfosten 11, mit denen das Substrat 10 am Träger 1 gehalten werden kann, ausgebildet (22).This material is down to the area near the posts 11 locally selective to the auxiliary layer 14 removed by etching. This will make the posts 11 with which the substrate 10 on the carrier 1 can be held, trained ( 22 ).

Im Anschluss daran können die Hilfsschicht 14 und die Opferschicht 8 durch die Durchbrechungen 13 entfernt werden. Das Substrat 10 mit Höhenstufe ist dann mit der gebondeten Membran gebildet und über Pfosten 11, wie in 23 gezeigt stoffschlüssig mit Elektrode 4 und Träger 1 verbunden.Following this, the auxiliary layer 14 and the sacrificial layer 8th through the openings 13 be removed. The substrate 10 with height level is then formed with the bonded membrane and over posts 11 , as in 23 shown cohesively with electrode 4 and carriers 1 connected.

Die Bearbeitung des Elementes 12 für die Ausbildung von Höhenstufen kann durch geeignete Nass- und/oder Trockenätzverfahren (bei Siliciummembranen z.B. mit KOH, TMAH, HF/HNO3 basiertem Nassätzen oder chlor- oder fluorbasiertem Trockenätzen C12, SF6, XeF2) erfolgen. Alternativ können bei Verwendung einer einkristallinen Siliciummembran als Element 12 die Höhenstufe(n) mit Hilfe der lokalen Oxidation von Silicium unter Einsatz einer Nitridmaske erfolgen (LOCOS-Prozess). Dazu wird auf einem SOI-Wafer an der Oberfläche eine Siliciumnitridschicht abgeschieden. Durch eine anschließende Ätzung des Siliciumnitrids wird das Silicium lokal in den später tiefer gelegenen Bereichen wieder freigegeben und kann in diesen Bereichen oxidiert werden. Die Tiefe der Oxidation und damit die Höhe der auszubildenden Höhenstufen) ist mit den Oxidationsparameteren – Temperatur, Zeit, Feuchtigkeit, und Sauerstoffgehalt – sehr genau und homogen einstellbar. Nach Entfernung der Nitridmaske und des gewachsenen Oxids ist/sind die Höhenstufe(n) an der Siliciummembran ausgebildet. Die Membran des SOI-Wafers wird nun temporär auf einen Hilfsträger gebondet und der Unterteil des SOI-Wafers abgeschliffen sowie das dann freigelegte Oxid entfernt. Die Membran wird mit der nun freiliegenden ursprünglichen Unterseite auf die Opferschicht 8 des Trägers 1 gebondet und so stoffschlüssig verbunden. Dabei sollte beachtet werden, dass die Höhenstufe(n) bezüglich der Elektroden 3, 4 und 5 genau positioniert werden. Im Anschluss daran wird der Hilfs-Träger entfernt, so dass die Oberfläche der Membran mit der/den nach oben zeigenden Höhenstufe(n) ausgerichtet ist. Anschließend wird auch bei diesem Beispiel die Opferschicht 8 durch einen isotropen Ätzprozess entfernt (23).The editing of the element 12 for the training of height levels can be carried out by suitable wet and / or dry etching (in silicon membranes eg with KOH, TMAH, HF / HNO3 based wet etching or chlorine or fluorine-based dry etching C12, SF6, XeF2). Alternatively, when using a monocrystalline silicon membrane as the element 12 the height level (s) are carried out by means of the local oxidation of silicon using a nitride mask (LOCOS process). For this purpose, a silicon nitride layer is deposited on an SOI wafer on the surface. By a subsequent etching of the silicon nitride, the silicon is released again locally in the later lower areas and can be oxidized in these areas. The depth of the oxidation and thus the height of the trainees height levels) is with the Oxida tion parameters - temperature, time, humidity, and oxygen content - very precisely and homogeneously adjustable. After removal of the nitride mask and the grown oxide, the height step (s) are / are formed on the silicon membrane. The membrane of the SOI wafer is then temporarily bonded to a subcarrier and the bottom of the SOI wafer abraded and then removed the oxide removed. The membrane is placed on the sacrificial layer with the now exposed original underside 8th of the carrier 1 Bonded and thus materially connected. It should be noted that the height level (s) with respect to the electrodes 3 . 4 and 5 be accurately positioned. Following this, the auxiliary carrier is removed so that the surface of the membrane is aligned with the upwardly facing height level (s). Subsequently, the sacrificial layer is also in this example 8th removed by an isotropic etching process ( 23 ).

Handelt es sich bei der Opferschicht um SiO₂, kann das direkte Bonden zwischen Silicium und SiO₂ eingesetzt werden. Bei der Entfernung der Opferschicht 8 kann gleichzeitig die SiO₂ Passivierung zwischen den Elektroden 3, 4 und 5 entfernt werden, wodurch elektrostatische Aufladungseffekte reduziert werden können.If the sacrificial layer is SiO ₂ , direct bonding between silicon and SiO ₂ can be used. When removing the sacrificial layer 8th can simultaneously the SiO ₂ passivation between the electrodes 3 . 4 and 5 be removed, whereby electrostatic charging effects can be reduced.

Im Unterschied zu den vorab erläuterten Varianten, bei denen die kippbaren Elemente monolithisch mit Verfahren der Oberflächen-Mikromechanik auf das Substrat 10 integriert werden, erfolgt bei dem letztgenannten Beispiel eine Integration des verkippbaren Elementes durch heterogene Integration, d.h. durch einen Transfer-Prozess einer vorgefertigten Membran auf einem Träger mittels Bonden, zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung. Es kann so eine sehr gute Homogenität des Substrats 10 eingehalten werden Auch hier sind die Bereiche des Substrats 10 aus dem gleichen homogenen Werkstoff gebildet und so die dauerhafte Einhaltung der Planarität gegeben.In contrast to the variants explained above, in which the tiltable elements are monolithic with surface micromechanical techniques on the substrate 10 integrated, takes place in the latter example, an integration of the tiltable element by heterogeneous integration, ie by a transfer process of a prefabricated membrane on a support by means of bonding, for producing a cohesive connection. It can be a very good homogeneity of the substrate 10 Also here are the areas of the substrate 10 formed from the same homogeneous material and thus given the permanent compliance with the planarity.

Claims

Microoptical element having a substrate, on which at least one height step is formed on an optically active surface, characterized in that the substrate ( 10 ) is formed as a piece of a homogeneous material or a nanolaminate and on the substrate ( 10 ) is formed at least one height level.

Element according to claim 1, characterized that the height level (s) with a step height of λ / 4 or an odd multiple of λ / 4 of a predetermined operating wavelength is / are.

Element according to claim 1 or 2, characterized that the at least one altitude level is parallel is aligned with a rotation axis of the element.

Element according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the element translational or rotational is deflectable.

Element according to one of the preceding claims, characterized marked with altitude levels an optical grating is formed.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that the optically active surface with one on the substrate ( 10 ) formed reflective layer is formed.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 10 ) is bordered on its top and bottom by two layers of the same material.

Element according to claim 7, characterized in that the two layers comprise the substrate ( 10 ) symmetrically border and / or each have the same layer thickness.

Element according to claim 7 or 8, characterized that the layers are formed of aluminum.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate (s) ( 10 ) forming material (s) have amorphous or nanocrystalline structure and / or are formed by a nanolaminate.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 10 ) has a constant layer thickness over the entire surface.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that below the substrate ( 10 ) or laterally next to the substrate ( 10 ) Electrodes ( 3 . 4 . 5 ) are arranged for a deflection of the element.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 10 ) by means of posts ( 11 ) and / or by means of spring elements with a carrier ( 1 ) and arranged at a distance therefrom.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 1 ) a silicon substrate with integrated CMOS circuit or with an array of hardwired externally controllable electrodes is formed.

Process for producing an element according to one of Claims 1 to 14, in which on a support ( 1 ) at least one sacrificial layer ( 8th . 9 ) is formed; above the at least one sacrificial layer ( 8th . 9 ) at least one the substrate ( 10 ) is formed with the at least one height level on the optically active surface forming layer or a substrate ( 10 ) forming element ( 12 ) with the surface of a sacrificial layer ( 8th ) and structured to form at least one height level; subsequently through the substrate ( 1 ) Breakthroughs ( 13 ) are formed by the removal of the sacrificial layer (s) by etching processes (US Pat. 8th . 9 ) he follows.

Method according to claim 15, characterized in that two sacrificial layers ( 8th and 9 ), the sacrificial layer ( 9 ) for forming the at least one height level on the substrate ( 10 ) is selectively structured and partially removed before the substrate ( 10 ) forming layer is applied.

Method according to claim 15, characterized in that the second sacrificial layer ( 9 ) is formed with a layer thickness which corresponds to an odd multiple of λ / 4 a predetermined operating wavelength λ, the electromagnetic radiation used.

A method according to claim 15, characterized in that on a sacrificial layer ( 8th ) is formed a first layer for forming at least one height level; Subsequently, a locally defined removal of this layer is carried out and then a second layer is applied, which together with the first layer, which is provided with at least one height level substrate ( 10 ).

Method according to claim 15, characterized in that as a substrate ( 10 ) forming element ( 12 ) a separately prepared membrane is used, which is partially etched back to form the at least one height level, whereupon perforations ( 13 ) in the element ( 12 ), then on the structured surface of the element ( 12 ) another auxiliary layer ( 14 ) is formed and then by auxiliary layer ( 14 ), structured element ( 12 ) and sacrificial layer ( 8th ) at least one opening ( 13 ' ) is formed; then a coating to form posts ( 11 ) on the auxiliary layer ( 14 ) and in the opening (s) ( 13 ' ), except in the post (s) ( 11 ) forming area (s) is removed, whereupon then the remaining part of the auxiliary layer ( 14 ) and the sacrificial layer ( 8th ) below the substrate ( 10 ) are removed.

Method according to one of claims 15 to 19, characterized in that the sacrificial layer (s) ( 8th . 9 ) with amorphous silicon, SiO _2x , a photoresist, polyimide, spin-on-glass (SOG), aluminum, Ti _x Al _y , Mo _x Si _y N _z , Ta _x Si _y N _z , Co _x Si _y N _z , Si _x N _y O _z , GeO _x (where 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y, z <1) and / or molybdenum.

Method according to one of claims 15 to 20, characterized in that the substrate ( 10 ) is formed with silicon, a semiconducting substance, a metal, a dielectric or a nanolaminate, which is formed with the substances mentioned.

Method according to claim 17, characterized in that the auxiliary layer ( 14 ) with amorphous silicon, SiO _2x , a photoresist, polyimide, spin-on-glass (SOG), aluminum, Ti _x Al _y , Mo _x Si _y N _z , Ta _x Si _y N _z , Co _x Si _y N _z , Si _x N _y O _z , GeO _x (where 0 ≦ _x ≦ 1, 0 ≦ y, z <1) and / or molybdenum is formed.

Method according to one of claims 15 to 22, characterized in that on the support ( 1 ) with electrodes ( 3 . 4 . 5 ) one the electrodes ( 3 . 4 . 5 ) electrically insulating passivation layer ( 6 ), which are then exposed until the electrodes ( 3 . 4 . 5 ) is removed, is applied.

Method according to one of claims 14 to 22, characterized in that on electrodes ( 3 . 4 . 5 ) Stopper ( 7 ) are applied from a dielectric or high-resistance material.

Use of an element according to any one of claims 1 to 14 for the direct exposure of wafers, the production of masks for wafer exposure, Exposure of printed circuit boards, the projection of two or three-dimensional Patterns or images, the modification and correction of imaging properties optical systems or applications in adaptive optics.