DE102007019570A1 - Contacting arrangement for optical system and mirror arrangement, has component with surface and contacting material has electrically non-conducting medium, in which multiple particles are embedded - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Spiegelanordnung zur Reflexion elektromagnetischer Strahlung und ein optisches System mit einer solchen Spiegelanordnung. Ferner betrifft die Erfindung eine Kontaktierungsanordnung für elektrische und elektronische Komponenten, wobei die Kontaktierungsanordnung im Zusammenhang mit der Spiegelanordnung zum Einsatz kommen kann.The The invention relates to a mirror arrangement for reflecting electromagnetic Radiation and an optical system with such a mirror arrangement. Furthermore, the invention relates to a contacting arrangement for electrical and electronic components, wherein the contacting arrangement in Can be used in conjunction with the mirror assembly.
Die Spiegelanordnung weist eine Spiegelfläche auf, deren Geometrie die optischen Eigenschaften des durch die Spiegelanordnung bereitgestellten Spiegels bestimmt. Die Spiegelanordnung kann in ein optisches System integriert sein und dort einen Strahlengang des optischen Systems bestimmen. Das optische System kann insbesondere ein Objektiv sein, wie es in lithographischen Verfahren zur Herstellung miniaturisierter Bauelemente zum Einsatz kommt, um durch eine Maske bzw. ein Retikel bereitgestellte Strukturen auf eine photoempfindliche Schicht abzubilden.The Mirror assembly has a mirror surface whose geometry the optical properties of the mirror provided by the mirror assembly certainly. The mirror assembly can be integrated into an optical system be there and determine a beam path of the optical system. The In particular, the optical system can be a lens, as in lithographic Method for producing miniaturized components is used, structures provided by a mask or a reticle to image on a photosensitive layer.
Ein
Erfolg solcher optischer Systeme hängt unter anderem davon
ab, mit welcher Genauigkeit die Geometrie der Spiegelfläche
der Spiegelanordnung einer vorbestimmten Geometrie der Spiegelfläche entspricht.
Aus
Es hat sich herausgestellt, daß bei dieser bekannten Spiegelanordnung Verbesserungsbedarf im Hinblick auf die Erzielung einer gewünschten Spiegeldeformation besteht.It has been found that in this known mirror assembly Improvement needs in terms of achieving a desired Mirror deformation exists.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Spiegelanordnung vorgesehen, welche eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Kontaktierungsanordnung umfaßt und insbesondere die Kontaktierung einer Vielzahl von Elektroden zur Erregung einer Aktuatoranordnung umfaßt.According to one Embodiment of the invention is a mirror assembly provided which one over the prior art improved contacting arrangement comprises and in particular the Contacting a plurality of electrodes to energize an actuator assembly includes.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Spiegelanordnung vorgesehen, bei der eine Geometrie einer Elektrodenanordnung vorteilhaft ausgelegt ist und sich insbesondere für Spiegelanordnungen eignet, welche in optische Systeme integriert sind, bei welchen die Spiegelanordnung an einem von einer optischen Achse des Systems entfernten Ort angeordnet ist.According to one Another embodiment of the invention is a mirror assembly provided in which a geometry of an electrode assembly advantageous is designed and especially for mirror assemblies which are integrated into optical systems in which the mirror assembly at one of an optical axis of the system distant place is arranged.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Kontaktierungsanordnung eine erste Komponente mit einer ersten Oberfläche, welche eine Mehrzahl elektrisch leitfähiger Oberflächenbereiche und wenigstens einen elektrisch nicht leitfähigen Oberflächenbereich aufweist, eine zweite Komponente mit einer mit Abstand von der ersten Oberfläche angeordneten zweiten Oberfläche, und eine zwischen der Oberfläche der ersten Komponente und der Oberfläche der zweiten Komponente angeordnete Schicht aus einem Kontaktierungsmaterial, wobei das Kontaktierungsmittel ein elektrisch im wesentlichen nicht leitfähiges Medium umfaßt, in welches eine Vielzahl von Partikeln eingebettet ist, wo bei die Partikel einer ersten Gruppe von Partikeln elektrisch im wesentlichen nicht leitende Oberflächen aufweisen und die Partikel einer zweiten Gruppe von Partikeln elektrisch leitende Oberflächen aufweisen.According to one Embodiment of the invention comprises a contacting arrangement a first component having a first surface which a plurality of electrically conductive surface areas and at least one electrically non-conductive surface area comprising a second component at a distance from the first surface arranged second surface, and one between the Surface of the first component and the surface second component layer of a bonding material, wherein the contacting means is an electrically substantially not conductive medium, into which a plurality embedded by particles, where the particles of a first group of particles have electrically substantially non-conductive surfaces and the particles of a second group of particles are electrically conductive Have surfaces.
Die Schicht aus dem Kontaktierungsmaterial hat die Eigenschaft einer anisotropen elektrischen Leitfähigkeit, indem eine elektrische Leitfähigkeit quer, insbesondere senkrecht, zur Schichtebene bereitgestellt ist, während die elektrische Leitfähigkeit in der Schichtebene vergleichsweise gering ist.The Layer of the bonding material has the property of anisotropic electrical conductivity by adding an electrical Conductivity transversely, in particular perpendicular, to the layer plane is provided while the electrical conductivity in the layer plane is comparatively low.
Die elektrische Leitfähigkeit quer, insbesondere senkrecht, zur Schichtebene wird durch die zweite Gruppe von Partikeln bereitgestellt, welche elektrisch leitende Oberflächen aufweisen. Andererseits wird die elektrische Leitung in Schichtrichtung verhindert durch die Partikel der ersten Gruppe, welche elektrisch im wesentlichen nicht leitende Oberflächen aufweisen. Somit ist es mit Hilfe dieser Kontaktierungsschicht möglich, zwei Komponenten elektrisch miteinander zu koppeln, wobei wenigstens eine der Komponenten eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Oberflächenbereichen bzw. Kontaktflächen aufweist. Die Kontaktierungsanordnung ist in einer Vielzahl von technischen Bereichen einsetzbar, wie beispielsweise der Kontaktierung von Halbleiterbauelementen. Hierbei ist es ein großes Problem, ein Halbleiterbauelement zum einen auf einem Substrat bzw. einer Platine zu befestigen und eine Vielzahl von auf dem Substrat vorgesehene Signalleitungen mit entsprechenden Kontakten auf Seite des Halbleiterbauelements elektrisch zu verbinden.The electrical conductivity transversely, in particular vertically, to the layer plane is provided by the second group of particles, which have electrically conductive surfaces. on the other hand the electrical conduction in the layer direction is prevented by the particles of the first group which are electrically substantially have non-conductive surfaces. Thus it is with Help this contacting layer possible, two components electrically couple with each other, wherein at least one of the components a variety of electrically conductive surface areas or contact surfaces. The contacting arrangement is used in a variety of technical fields, such as the contacting of semiconductor devices. Here it is big problem, a semiconductor device on the one hand to attach a substrate or a board and a variety of provided on the substrate signal lines with corresponding Electrically connect contacts on the side of the semiconductor device.
Eine weitere Anwendung der Kontaktierungsanordnung liegt in dem Bereich der adaptiven Optik, wobei eine Vielzahl von Aktuatoren beispielsweise einer Spiegelanordnung kontaktiert werden muß.A further application of the contacting arrangement is in the area the adaptive optics, wherein a plurality of actuators, for example a mirror assembly must be contacted.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt ein Abstand zwischen der ersten Oberfläche der ersten Komponente und der zweiten Oberfläche der zweiten Komponente, das heißt im wesentlichen eine mögliche Dicke der Schicht aus dem Kontaktierungsmaterial 50 μm bis 250 μm.According to one embodiment of the invention, a distance between the first surface of the first component and the second upper is Area of the second component, that is substantially a possible thickness of the layer of the bonding material 50 microns to 250 microns.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung entspricht der Abstand zwischen den beiden Oberflächen bzw. eine mögliche Dicke der Schicht im wesentlichen einem mittleren Durchmesser der Partikel.According to one Another embodiment of the invention corresponds to the distance between the two surfaces or a possible Thickness of the layer substantially a mean diameter of Particle.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Partikel im wesentlichen gleiche Durchmesser aufweisen, um die Schichtdicke gut zu definieren. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn eine Gestalt der Partikel einer Kugelgestalt nahe kommt. Dies ist bei einer Ausführungsform der Erfindung dann gegeben, wenn folgende Relation erfüllt ist: It is advantageous if the particles have substantially the same diameter in order to define the layer thickness well. In this case, it is advantageous if a shape of the particles comes close to a spherical shape. This is the case in one embodiment of the invention if the following relation is fulfilled:
Die obige Relation bedeutet, daß der relative Unterschied zwischen dem größten Durchmesser der Partikel und dem kleinsten Durchmesser der Partikel kleiner als 10% ist. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist die Gestalt der Partikel an die Gestalt einer Kugel stärker angenähert, wobei dann insbesondere gelten soll: U ≤ 0.05, insbesondere U ≤ 0.01 und insbesondere U ≤ 0.005.The above relation means that the relative difference between the largest diameter of the particles and the smallest Diameter of the particles is less than 10%. According to others Embodiments is the shape of the particles in the shape of a Ball more closely approximated, in which case in particular is to apply: U ≤ 0.05, in particular U ≤ 0.01 and in particular U ≤ 0.005.
Gemäß einer Ausführungsform bestehen die Partikel beider Gruppen aus einem elektrisch nicht leitenden Material, wobei die Partikel der zweiten Gruppe im Unterschied zu den Partikeln der ersten Gruppe mit einer elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht versehen sind, wobei die elektrisch leitfähige Oberflächenschicht insbesondere aus einem Metall, wie beispielsweise Gold, bestehen kann. Das Metall kann beispielsweise durch Aufdampfen auf die Partikel aufgebracht sein.According to one Embodiment consist of the particles of both groups an electrically non-conductive material, wherein the particles of the second group, unlike the particles of the first group with an electrically conductive surface layer are provided, wherein the electrically conductive surface layer in particular of a metal, such as gold exist can. The metal can, for example, by vapor deposition on the particles be upset.
Um die geringe elektrische Leitfähigkeit in Schichtrichtung bereitzustellen, ist ein signifikanter Anteil an Partikeln der ersten Gruppe vorzusehen. Ein vorteilhaftes Verhältnis des Volumenanteils der Partikel der ersten Gruppe zu einem Volumenanteil der Partikel der zweiten Gruppe kann hierbei auch in Abhängigkeit von einem Volumenanteil der Partikel beider Gruppen an dem Kontaktierungsmaterial bestimmt werden.Around the low electrical conductivity in the layer direction is a significant proportion of particles of the first Provide group. An advantageous ratio of the volume fraction the particle of the first group to a volume fraction of the particles The second group can also be dependent on a volume fraction of the particles of both groups on the contacting material be determined.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung liegt der Volumenanteil der Partikel beider Gruppen an dem Kontaktierungsmaterial in Bereichen von 0,1% bis 1,0% und insbesondere 0,4% bis 0,6%.According to embodiments The invention relates to the volume fraction of the particles of both groups the contacting material in ranges of 0.1% to 1.0% and in particular 0.4% to 0.6%.
Gemäß weiteren Ausführungsformen beträgt das Verhältnis des Volumenanteils der Partikel der zweiten Gruppe zu dem Volumentanteil der Partikel der ersten Gruppe 0,03 bis 0,001 und insbesondere 0,01 bis 0,001.According to others Embodiments is the ratio the volume fraction of the particles of the second group to the volume fraction the particle of the first group 0.03 to 0.001 and in particular 0.01 to 0.001.
Das Medium, in welches die Partikel eingebettet sind, weist beispielsweise einen spezifischen elektrischen Widerstand von mehr als 108 Ω/cm oder mehr als 109 Ω/cm auf. Das Medium kann auch einen noch wesentlich höheren spezifischen Widerstand von beispielsweise etwa 1013 Ω/cm oder 1014 Ω/cm aufweisen. Das Medium kann beispielsweise ein Keramikmaterial umfassen, welches beispielsweise durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt ist.The medium in which the particles are embedded has, for example, a specific electrical resistance of more than 10 8 Ω / cm or more than 10 9 Ω / cm. The medium may also have a much higher resistivity of, for example, about 10 13 Ω / cm or 10 14 Ω / cm. The medium may comprise, for example, a ceramic material which is produced for example by a sol-gel process.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt eine Spiegelanordnung zur Reflexion elektromagnetischer Strahlung ein Substrat mit einer der zu reflektierenden Strahlung zugewandten Spiegelseite, an der eine Spiegelfläche bereitgestellt ist, und einer von der Spiegelseite abgewandten Rückseite, eine an der Rückseite des Substrats angebrachte Aktuatoranordnung zur Erzeugung von Deformationen des Spiegelkörpers, wobei die Aktuatoranordnung wenigstens eine mit einem Bereich der Rückseite des Substrats flächig verbundene aktive Schicht umfaßt, eine Kontaktierungsanordnung zur Erregung der aktiven Schicht, wobei die Kontaktierungsanordnung eine Mehrzahl von Elektrodenfeldern aufweist, die sich jeweils parallel zu der Schicht erstrecken und, gesehen in Richtung der Schicht, mit Abstand voneinander und elektrisch isolierend voneinander angeordnet sind, wobei die Elektrodenfelder einer Gruppe von Elektrodenfeldern jeweils wenigstens einen geradlinig sich erstrecken Rand aufweisen, dessen geradlinige Verlängerung, gesehen in Projektion quer zu der Schichtrichtung, einen Kreis schneidet, dessen Mittelpunkt mit einem Abstand von dem Spiegel angeordnet ist, der wenigstens so groß ist wie eine größte Ausdehnung der Schicht in Schichtrichtung, und dessen Radius kleiner ist als die größte Ausdehnung der Schicht in Schichtrichtung, und wobei eine Anzahl der Elektrodenfelder der Gruppe gleich oder größer ist als die Hälfte einer Anzahl sämtlicher Elektrodenfelder.According to one Another embodiment comprises a mirror arrangement for reflection of electromagnetic radiation, a substrate with a the mirror side facing the reflective radiation, at the a mirror surface is provided, and one of the Mirror side averted back, one on the back of the substrate mounted actuator assembly for generating deformations the mirror body, wherein the actuator assembly at least one with a region of the back of the substrate surface connected active layer, a contacting arrangement for exciting the active layer, wherein the contacting arrangement a Has a plurality of electrode fields, each in parallel extend to the layer and, seen in the direction of the layer, spaced apart and electrically insulating from each other where the electrode pads are a group of electrode pads each have at least one rectilinear edge, its rectilinear extension, seen in projection transverse to the layer direction, a circle cuts, its center is arranged at a distance from the mirror, at least is as big as a largest expansion the layer in the layer direction, and whose radius is smaller than the largest extent of the layer in the layer direction, and wherein a number of the electrode fields of the group are equal to or larger is more than half of a number of all electrode fields.
Die Gestalten der Elektrodenfelder können hierbei von Feld zu Feld variieren, so daß durch die Elektrodenfelder ein unregelmäßiges Muster bereitgestellt ist. Unregelmäßig kann hier insbesondere bedeuten, daß das Muster unter keiner Translation in sich selbst übergeht.The Design of the electrode fields can hereby field vary to field, so that through the electrode fields a irregular pattern is provided. Irregular can mean in particular that the pattern under no Translation goes into itself.
Vorteilhaft ist diese Art der Formung der Elektrodenfelder für Spiegelanordnungen anwendbar, welche in einem optischen System eingesetzt werden, bei welchem die Spiegelanordnung mit Abstand von einer optischen Achse des optischen Systems angeordnet ist. Derartige Spiegel werden auch als "off- axis" Spiegel bezeichnet. Hierbei sind dann eine große Zahl der Ränder der Elektrodenfelder hin zu der optischen Achse des optischen Systems orientiert. Hierbei ist es nicht nötig, daß die gedachten Verlängerungen dieser Ränder die optische Achse exakt schneiden. Es ist vielmehr ausreichend, daß die Verlängerungen der Ränder der optischen Achse ausreichend nahe kommen, was bei der oben angegebenen Definition dadurch gewährleistet ist, daß diese verlangt, daß die geradlinigen Verlängerungen der Ränder einen mathematischen Kreis schneiden, dessen Mittelpunkt mit Abstand von dem Spiegel angeordnet ist und dessen Radius genügend klein gewählt ist.This type of shaping of the electrode fields is advantageously applicable to mirror arrangements which are used in an optical system in which the mirror arrangement is arranged at a distance from an optical axis of the optical system. Such mirrors are also referred to as "off-axis" mirrors. In this case, a large number of the edges of the electrode fields are oriented toward the optical axis of the optical system. Here it is not necessary that the imaginary Extensions of these edges cut the optical axis exactly. Rather, it is sufficient that the extensions of the edges of the optical axis be sufficiently close, which is ensured in the above-mentioned definition in that it requires that the rectilinear extensions of the edges intersect a mathematical circle whose center is spaced from the mirror is and whose radius is chosen small enough.
Hierbei ist es nicht notwendig, daß ein jedes Elektrodenfeld einen Rand aufweist, der hin zu der optischen Achse des optischen Systems orientiert ist. Vorteile werden bereits erzielt, wenn die Hälfte oder mehr der Elektrodenfelder oder Dreiviertel oder mehr der Elektrodenfelder wenigstens einen oder zwei Ränder aufweisen, welche hin zu der optischen Achse orientiert sind.in this connection it is not necessary for each electrode field to have one Edge toward the optical axis of the optical system is oriented. Benefits are already achieved when half or more of the electrode pads, or three quarters or more of the electrode pads have at least one or two edges, which towards are oriented to the optical axis.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, wobeiembodiments The invention will be explained in more detail below with reference to figures explains
Um
die Gestalt der Spiegelfläche
Die
Aktuatorschicht
Die
Aktuatorschicht
Eine
Struktur der Elektrodenanordnung
Die
Teilelektroden
Ein
Teil der auf der Oberfläche des Spiegelträgers
Die
elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen
Die
Partikel
Hintergrundinformation
zu dem in der
Der
Spiegel M3 in dem in
In
Hierbei
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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