DE102018132830A1

DE102018132830A1 - Spiegel

Info

Publication number: DE102018132830A1
Application number: DE102018132830.3A
Authority: DE
Inventors: Jan Kuypers
Original assignee: Blickfeld GmbH
Current assignee: Blickfeld GmbH
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-06-25
Also published as: WO2020125870A1

Abstract

Verschiedene Beispiele betreffen einen Spiegel, der besonders leicht und robust gebaut werden kann. Der Spiegel ist geeignet, um in einem entsprechenden System resonant gescannt zu werden - z.B. in einer LIDAR-Anwendung. Der Spiegel (150) weist auf seiner Rückseite (152) eine repetitive Anordnung von Ätzstrukturen (201) auf. Der Spiegel kann z.B. aus Halbleitermaterial gefertigt sein.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung betreffen Techniken zum Herstellen eines Spiegels - beispielsweise aus einem Halbleitermaterial. Der Spiegel kann beispielsweise zur Verwendung in einem Scanmodul geeignet sein. Zum Beispiel kann dadurch ein LIDAR-System implementiert werden. Verschiedene Beispiele der Erfindung betreffen insbesondere die Verwendung einer repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen auf der Rückseite des Spiegels.
HINTERGRUND
Spiegel zum Lenken von Licht sind in verschiedenen Anwendungsfällen erforderlich. Ein beispielhafter Anwendungsfall betrifft Abstandsmessungen unter Verwendung von Licht. Zum Beispiel kann gepulstes Laserlicht verwendet werden. Primäres Laserlicht kann ausgesendet werden, und an einem Objekt im Umfeld reflektiertes, sekundäres Laserlicht kann erfasst werden. In verschiedenen Beispielen kann eine Laufzeitmessung verwendet werden.
Zum Beispiel sind Techniken zum Erzeugen von Spiegeln bekannt aus: US 7,078,778 B2 . Hier werden typischerweise Fertigungstechniken verwendet, die im Zusammenhang mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) etabliert sind. Dabei wird der Spiegel durch einen Wafer, beispielsweise einen Siliziumwafer, definiert. Der Wafer wird dann unter Verwendung von einer oder mehreren der folgenden Techniken verarbeitet: Lithographie; Trockenätzen; Nassätzen; Freisetzen (engl. release); usw.
Dabei sind herkömmliche Techniken zum Erzeugen eines Spiegels unter Verwendung von MEMS-Techniken bestimmten Einschränkungen und Nachteilen ausgesetzt. Beispielsweise kann es in einigen Szenarien wünschenswert sein, einen Spiegel mit einem vergleichsweise großen Durchmesser einer reflektierenden Vorderseite herzustellen. Zum Beispiel könnte die, im Zusammenhang mit light detection and ranging (LIDAR)-Systemen, die Verwendung einer großen Sendeapertur und/oder Detektorapertur für die jeweilige Optik erleichtern. In einem solchen Fall möglichst großer Spiegel kann das Verwenden von MEMS-Techniken nur begrenzt möglich sein, weil Techniken im Zusammenhang mit dem reaktiven Tiefenionenätzen (engl. deep reactive ion beam etching, DRIE; siehe zum Beispiel US 5,501,893 A ) aufgrund der großen Strukturgröße problembehaftet sein können. Wird beispielsweise DRIE verwendet, um große Mengen an Halbleitermaterial zu entfernen - wie das typischerweise beim Herstellen von Spiegel mit großem Durchmesser notwendig ist etwa um einen leichten Spiegel zu erhalten, der schnell beweget werden kann -, kann es zum Beispiel besonders schwierig sein, das Prozessgas/Ätzgas bei den erforderlichen hohen Raten homogen als Funktion der lateralen Position auf dem Wafer zuzuführen. Dies kann zu Konzentrationsgradienten als Funktion der lateralen Position führen; dies kann wiederum zu inhomogenen Ätzraten führen. Inhomogenes Ätzen ist jedoch unerwünscht, weil Strukturen, die an unterschiedlichen lateralen Positionen angeordnet sind, dann unterschiedlich verarbeitet werden; eine Parameterstreuung resultiert. Dies macht es schwer, einen reproduzierbaren Prozess ohne signifikante Parameterstreuung zu implementieren. Ein weiterer Nachteil von herkömmlichem DRIE im Zusammenhang mit MEMS-Techniken ist, dass die in das System eingeführte Wärme mit Zunahme des Volumens von entferntem Material zunimmt. Die Kühlungskapazität kann insbesondere bei der Herstellung von großen Spiegeln schwer bereitzustellen sein. Auch ein Temperaturgradient kann zur Parameterstreuung führen.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Deshalb existiert ein Bedarf an fortgeschrittenen Techniken zum Herstellen eines Spiegels aus einem Halbleitermaterial mit einer reflektierenden Vorderseite und einer Rückseite. Insbesondere besteht ein Bedarf an verbesserten Techniken, die zumindest einige der vorgenannten Nachteile beheben oder lindern.
Diese Aufgabe wird gelöst von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Die Merkmale der abhängigen Patentansprüche definieren Ausführungsformen.
Ein Spiegel umfasst eine reflektierende Vorderseite sowie eine Rückseite. Der Spiegel weist auf der Rückseite eine repetitive Anordnung von Ätzstrukturen auf. Dabei können die Ätzstrukturen ein laterales Aspektverhältnis im Bereich von 0,3 bis 3 aufweisen. Außerdem können die Ätzstrukturen einen Füllfaktor in Bezug auf eine Fläche der Rückseite aufweisen, der im Bereich von 10 % bis 80 % liegt, bevorzugt aber im Bereich von 20 % bis 50 %.
Das laterale Aspektverhältnis beischreibt also das Verhältnis von Länge zu Breite der Struktur.
Der Spiegel könnte aus einem Halbleitermaterial oder einem anderen Material gefertigt sein, etwa aus einer Keramik oder einem Kunststoff oder Graphit.
Die Vorderseite und die Rückseite können parallel zu einer Oberfläche eines Wafers aus dem Halbleitermaterial angeordnet sein.
Beim lateralen Aspektverhältnis wird die Tiefe der Ätzstrukturen - d.h. senkrecht zur Oberfläche des Wafers - nicht berücksichtigt.
Ein Wafer aus dem Halbleitermaterial umfasst mehrere solche Spiegel. Diese Spiegel können optional jeweils über Zwischenstrukturen mit einem umgebenden Material des Wafers verbunden sein.
Beim Freistellen einzelner Spiegel werden die Zwischenstrukturen durchtrennt.
Ein System umfasst einen Spiegel wie oben beschrieben. Außerdem umfasst das System mindestens ein Federelement, etwa ein oder mehrere Torsions-Federelemente und/oder ein oder mehrere Biege-Federelemente. Das mindestens eine Federelement erstreckt sich vom Spiegel weg. Das mindestens eine Federelement ist eingerichtet, um sich zur Bewegung des Spiegels elastisch zu verformen.
Die elastische Verformung kann reversibel ausgebildet sein. Dadurch wird reibungsfreies Scannen von Licht möglich.
Ein Verfahren zum Ausbilden mehrerer Spiegel auf einem Wafer aus Halbleitermaterial umfasst das Anwenden eines DRIE-Prozesses. Der DRIE-Prozess wird auf einer Seite eines Wafers angewendet, um derart eine Anordnung von Ätzstrukturen auf Rückseiten der Spiegel zu erhalten. Dabei weisen die Ätzstrukturen ein laterales Aspektverhältnis im Bereich von 0,3 bis 3 auf. Die Ätzstrukturen weisen auch einen Füllfaktor auf, der in Bezug auf eine Fläche der Rückseite der Spiegel definiert ist. Dieser Füllfaktor liegt in einem Bereich von 10 % bis 80 %, bevorzugt im Bereich von 20 % bis 50 %.
Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Figurenliste

1 illustriert schematisch ein System mit einem Spiegel, einem Federelement und einem Aktuator gemäß verschiedenen Beispielen.
2 illustriert schematisch ein LIDAR-System gemäß verschiedenen Beispielen.
3 illustriert schematisch einen Spiegel gemäß verschiedenen Beispielen, wobei der Spiegel eine repetitive Anordnung von Ätzstrukturen auf seiner Rückseite aufweist.
4 illustriert schematisch eine Gitterstruktur, die durch die repetitive Anordnung von Ätzstrukturen gemäß verschiedenen Beispielen ausgebildet wird.
5 illustriert schematisch eine Gitterstruktur, die durch die repetitive Anordnung von Ätzstrukturen gemäß verschiedenen Beispielen ausgebildet wird.
6 ist eine Querschnittsansicht des Spiegels aus 3.
7 illustriert die Variation von ein oder mehreren Parametern der repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen gemäß verschiedenen Beispielen.
8 illustriert Fehlstellen einer durch die repetitiven Anordnung ausgebildeten Gitterstruktur gemäß verschiedenen Beispielen.
9 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Ausbilden mehrerer Spiegel auf einem Wafer aus Halbleitermaterial.
10 illustriert schematisch einen Wafer aus Halbleitermaterial mit mehreren darauf definierten Spiegeln gemäß verschiedenen Beispielen.
11 illustriert schematisch die Variation von ein oder mehreren Parametern einer repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen auf Rückseiten der Spiegel auf dem Wafer als Funktion der lateralen Position auf dem Wafer.
12 illustriert schematisch eine Serie von Prozessschritten zum Ausbilden mehrerer Spiegel auf einem Wafer gemäß verschiedenen Beispielen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird. In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindung oder Kopplung implementiert werden. Eine Verbindung oder Kopplung kann drahtgebunden oder drahtlos implementiert sein. Funktionale Einheiten können als Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden.
Nachfolgend werden Techniken im Zusammenhang mit Spiegeln aus einem Halbleitermaterial, z.B. Silizium, beschrieben. Solche Spiegel können dazu verwendet werden, um Licht - beispielsweise Laserlicht - umzulenken. Die Spiegel können beispielsweise durch eine elastische Halterung bewegt werden. Dadurch kann Licht gescannt werden.
Die hierin beschriebenen Spiegel können in verschiedenen Anwendungsszenarien eingesetzt werden. Beispielsweise können die hierin beschriebenen Spiegel verwendet werden im Zusammenhang mit: LIDAR mit lateraler Auflösung; Spektrometer; Projektoren; Endoskope; usw.
Die hierin beschriebenen Techniken können die Herstellung von mesoskopischen Spiegeln erleichtern, das heißt von Spiegeln mit einem Durchmesser der jeweiligen reflektierenden Vorderseite, die in einem Übergangsregime zwischen Mikrospiegeln (typischerweise mit Durchmessern der jeweiligen reflektierenden Vorderseite im Millimeter- oder sub-Millimeter-Regime) und makroskopischen Spiegeln (typischerweise mit Durchmessern der jeweiligen reflektierenden Vorderseite im Zentimeter-Regime, beispielsweise Multifacetten-Polygonspiegel) gelegen ist.
Als allgemeine Regel könnten die reflektierenden Vorderseiten der hierin beschriebenen Spiegel eine Fläche im Bereich von 100 mm² bis 200 mm² aufweisen.
Als allgemeine Regel könnten die hierin beschriebenen Spiegel eine kreisförmige oder ellipsenförmige reflektierende Vorderseite aufweisen. Es wäre aber auch möglich, dass die hierin beschriebenen Spiegel zum Beispiel eine quadratische oder rechtecksförmige reflektierende Vorderseite aufweisen, oder eine n-eckige Vorderseite, wobei n zum Beispiel gleich 5 oder gleich 6 ist. Es können hexagonale Spiegel verwendet werden.
Die hierin beschriebenen Techniken können insbesondere die Herstellung von Spiegeln aus einem Halbleitermaterial mittels MEMS-Herstellungstechniken fördern. Die MEMS-Herstellungstechniken können zum Beispiel ein oder mehrere der folgenden Prozessierungsverfahren umfassen: Ätzen, insbesondere DRIE; Dünnfilm-Beschichtung; Lithographie; Liftoff; etc. Zum Beispiel sind Techniken im Zusammenhang mit DRIE beschrieben in: Wu, Banqiu, Ajay Kumar, and Sharma Pamarthy. „High aspect ratio silicon etch: A review." Journal of applied physics 108.5 (2010): 051101 oder auch in Karttunen, Jani, Jyrki Kiihamaki, and Sami Franssila. „Loading effects in deep silicon etching." Micromachining and microfabrication process technology VI. Vol. 4174. International Society for Optics and Photonics, 2000. Solche Techniken können auch in Zusammenhang mit den hierin beschriebenen Verfahren eingesetzt werden.
Die hierin beschriebenen Techniken können insbesondere die Herstellung von mesoskopischen Spiegeln, die vergleichsweise leichtgewichtig sind, ermöglichen. Dies wird gemäß verschiedenen Beispielen durch das Vorsehen einer repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen auf der Rückseite des Spiegels ermöglicht. Durch das Verwenden von Ätzstrukturen kann Halbleitermaterial lokal entfernt werden, so dass der Spiegel leichter wird. Zum Beispiel könnte der Füllfaktor der Ätzstrukturen - definiert in Bezug auf die Fläche der Rückseite des Spiegels - im Bereich von 10 % bis 80 % liegen, bevorzugt im Bereich von 20 % bis 50 %. Dies bedeutet in anderen Worten, dass ein signifikanter Anteil des Halbleitermaterials auf der Rückseite entfernt werden kann. Auf der anderen Seite wird nicht zu viel Halbleitermaterial entfernt, so dass die Steifigkeit des Spiegels ausreichend groß ist, um die dynamische Verformung der reflektierenden Vorderseite - und damit eine Herabsetzung der optischen Qualität des Spiegels - ausreichend zu begrenzen. Typische Frequenzen der Bewegung liegen zum Beispiel im Bereich von 50 Hz 500 Hz für typische mesoskopische Spiegel.
Verschiedene Techniken beruhen auf der Erkenntnis, dass das Herstellen eines Spiegels aus Halbleitermaterial mittels eines reaktiven lonenätzprozesses - insbesondere DRIE - problematisch sein kann hinsichtlich: Aspektverhältnis-abhängigen Ätzens (engl. aspect ratio dependent etching; ARDE; machmal auch als etch lag bezeichnet); sowie Besetzungs-abhängiges Ätzen (englisch loading-dependent etching; manchmal auch als etch loading bezeichnet).
Das Aspektverhältnis-abhängige Ätzen wird oftmals durch die Verarmung von Ätzgas am Boden einer Ätzstruktur hervorgerufen. Beim Aspektverhältnis-abhängigen Ätzen hängt die Ätzrate ab von einem lateralen Aspektverhältnis der Ätzstrukturen. Dies bedeutet zum Beispiel, dass ein länglicher Graben mit einer anderen Ätzrate geätzt wird, als ein Kreis. Siehe zum Beispiel Wu et al.: 6; unten.
Das Besetzungs-abhängige Ätzen zeigt eine Abhängigkeit der Ätzrate von einer lateralen Strukturdichte der Ätzstrukturen, das heißt von der Fläche des dem Ätzgasexponierten Halbleitermaterials. Besetzungs-abhängiges Ätzen wird bei Ätzstrukturen unterschiedlicher Größe und unterschiedlicher lateralen Aspektverhältnisse beobachtet. Aufgrund des Besetzungs-abhängigen Ätzens kann zum Beispiel die Ätzrate für Ätzstrukturen, die im Zentrum der Rückseite des Spiegels angeordnet sind, anders sein, als für Ätzstrukturen, die am Rand der Rückseite des Spiegels angeordnet sind. Außerdem kann z.B. die Ätzrate in Abhängigkeit von der Strukturgröße der Ätzstrukturen variieren. Größere Ätzstrukturen können mit einer größeren Ätzrate geätzt werden.
In den verschiedenen hierin beschriebenen Beispielen können Spiegel hergestellt werden, die eine Rückseite mit der repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen aufweisen, wobei die Ätzstrukturen ein laterales Aspektverhältnis im Bereich von 0,3 bis 3 aufweisen. Dies bedeutet, dass das Verhältnis zwischen Breite und Länge der Ätzstrukturen im Bereich von 1:3 bis 3:1 liegen kann. Dies bedeutet anschaulich, dass Ätzstrukturen verwendet werden können, die nicht besonders lang gezogen sind (beispielsweise keine länglichen Gräben), sondern bei denen die Breite von der Länge nicht mehr als um einen Faktor 3 abweicht.
Durch die Verwendung von solchen Ätzstrukturen kann eine besonders homogene repetitive Anordnung erzielt werden: insbesondere kann es möglich sein, eine Variation der Ätzrate aufgrund des Aspektverhältnis-abhängigen Ätzens und/oder des Besetzungs-abhängigen Ätzens zu begrenzen. Dies kann z.B. erreicht werden durch eine Größenskalierung der Ätzstrukturen und/oder der Abstände zwischen den Ätzstrukturen. Dadurch kann eine Parameterstreuung bei der Herstellung von Spiegeln begrenzt werden.
1 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit einem beispielhaften System 100. Das System 100 umfasst einen Spiegel 150, der aus einem Halbleitermaterial hergestellt ist. Der Spiegel umfasst eine Vorderseite 151. Die Vorderseite 151 ist reflektierend. Zum Beispiel wäre es möglich, dass ein reflektierendes Material - zum Beispiel Gold oder Silber oder Aluminium - auf der Vorderseite 151 mittels einer Dünnschicht-Beschichtungstechnologie deponiert wird. Licht 190 wird an der Vorderseite 151 des Spiegels umgelenkt.
Der Spiegel 150 umfasst auch eine Rückseite 152. Die Rückseite 152 ist gegenüberliegend von der Vorderseite 151 angeordnet.
Der Spiegel 150 ist z.B. aus Silizium oder Galliumarsenid oder einem anderen Halbleitermaterial gefertigt.
Im Beispiel der 1 ist ein Federelement 902 seitlich am Spiegel 150 angebracht, d.h. zwischen Vorderseite 151 und Rückseite 152, d.h. am Umfang des Spiegels 150.
Als allgemeine Regel könnten mehrere Federelemente 902 mit dem Spiegel verbunden sein. Es wäre zum Beispiel möglich, dass mehrere Federelemente 902 an unterschiedlichen Seiten eines Umfangs des Spiegels 150 angebracht sind.
Als allgemeine Regel wäre es auch möglich, dass ein oder mehrere Federelemente 902 verwendet werden, die sich weg von der Rückseite 152 des Spiegels 150 erstrecken (in 1 nicht dargestellt).
Das Federelement 902 ist elastisch ausgebildet. Durch Verbiegung und/oder Torsion etc. des Federelements 902 wird der Spiegel 150 bewegt und dadurch das Licht 190 unterschiedlich umgelenkt.
In den verschiedenen hierin beschriebenen Beispielen können unterschiedliche Federelemente 902 eingesetzt werden. Zum Beispiel könnten Biege-Federelemente verwendet werden oder es könnten Torsions-Federelemente verwendet werden. Typischerweise ist die Geometrie und/oder das Material von solchen Federelementen derart gewählt, dass eine Biege-Mode (etwa eine horizontale oder eine vertikale Biege-Mode) oder eine Torsions-Mode die jeweils niedrigste Resonanzfrequenz aufweisen. Zum Beispiel könnte das Torsions-Federelement balkenförmig ausgebildet sein; das Biege-Federelement könnte hingegen plattenförmig ausgebildet sein. Es könnten auch Blattfedern (engl. leaf springs) verwendet werden.
Das Federelement 902 im Beispiel der 1 erstreckt sich zwischen dem Spiegel 150 und einem Aktuator 901. Der Aktuator 901 ist eingerichtet, um eine Bewegung des Spiegels 150 anzuregen. Zum Beispiel wäre es möglich, dass der Aktuator 901 eingerichtet ist, um eine resonante Bewegung des Masse-Feder-Systems, welches das Federelement 902 und den Spiegel 150 umfasst, resonant anzuregen.
Dabei können als allgemeine Regel unterschiedliche Implementierungen des Aktuators 901 verwendet werden. Zum Beispiel könnte eine Implementierung durch Piezoaktuatoren verwendet werden. Es wäre aber auch möglich, einen magnetischen Antrieb zu verwenden oder einen elektrostatischen Antrieb, zum Beispiel unter Verwendung von interdigitalen Fingerstrukturen.
Ein System 100 wie es im Zusammenhang mit der 1 dargestellt ist, kann im Allgemeinen in unterschiedlichsten Anwendungsgebieten eingesetzt werden. Eine beispielhafte Anwendung des Systems 100 im Zusammenhang mit einem LIDAR-System 90 ist im Zusammenhang mit 2 illustriert.
2 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit einem LIDAR-System 90. Das LIDAR-System 90 umfasst insbesondere das System 100, das heißt den Spiegel 150, das Federelement 902, sowie den Aktuator 901.
Das LIDAR-System 90 umfasst außerdem eine Recheneinheit 91, einen Laser 92, beispielsweise eine Laserdiode, und einen Detektor 102, z.B. ein Einzelphotonen-Lawinendetektor Array (engl. Single-photon avalanche diode array, SPAD array).
Zusammen mit dem Spiegel 150 bilden der Laser 92 und der Detektor 93 eine koaxiale optische Anordnung. Dies bedeutet, dass primäres Laserlicht 191 entlang einer Achse 121 ausgesendet wird, die koaxial zu einer Achse 122 angeordnet ist (zumindest in einem Bereich ab einem Strahlteilerspiegel 130), entlang derer von einem Objekt im Umfeld reflektiertes sekundäres Laserlicht 192 propagiert.
Eine Außenscheibe 95 des LIDAR-Systems 90, durch die das primäre Laserlicht 191 austritt und durch die das sekundäre Laserlicht 192 eintritt, ist in 2 auch dargestellt.
Die koaxiale optische Anordnung in 2 kann eine Sende-Apertur (numerische Apertur) und/oder eine Detektor-Apertur (numerische Apertur) aufweisen, die begrenzt ist durch den Durchmesser der reflektierenden Vorderseite 151 des Spiegels 150. Die Sensitivität des LIDAR-Systems 90 und damit auch die Reichweite skaliert mit der Fläche der Detektorapertur (eine größere Detektorapertur erlaubt es, mehr Licht aufzusammeln) und typischerweise auch mit der Größe der Sendeapertur (unter Berücksichtigung eines typischerweise vorgegebenen, begrenzten Kollimationsvermögens des primären Laserlichts 191, aufgrund der Emitterfläche des Lasers 92). Deshalb ist es besonders erstrebenswert, einen großen Spiegel 150 herzustellen, der gleichzeitig aber auch besonders leicht ist (um eine schnelle Bewegung des Spiegels 150 zu fördern, das heißt große Resonanzfrequenzen des Masse-Feder-Systems zu ermöglichen). Die hierin beschriebenen Techniken, ermöglichen dies.
Die Recheneinheit 91 kann durch einen Applikations-spezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) und/oder ein Feld-programmierbares gegatetes Array (engl. field programmable gate array, FPGA) und/oder einen Vielzweckprozessor implementiert sein. Die Recheneinheit 91 könnte zum Beispiel einen Analog-Digital-Wandler und/oder einen Zeit-Digital-Wandler (TDC) umfassen.
Die Recheneinheit 91 ist eingerichtet, um den Laser 92 anzusteuern, sodass dieser das primäre Laserlicht 191 aussendet. Außerdem ist die Recheneinheit 91 eingerichtet, um den Detektor 93 anzusteuern, sodass dieser das sekundäre Laserlicht 192 detektiert. Ferner ist die Recheneinheit 91 eingerichtet, um den Aktuator 901 anzusteuern, sodass dieser die Bewegung des Spiegels 150 bewirkt. Zum Beispiel könnte die Recheneinheit 91 eingerichtet sein, um den Aktuator 901 anzusteuern, sodass dieser das Masse-Feder-System umfassend den Spiegel 150 und das Federelement 902 resonant anregt, zum Beispiel bei einer Torsionsmode oder einer Biegemode des Federelements 902.
Nachfolgend werden Details im Zusammenhang mit dem Spiegel 150 beschrieben. Insbesondere werden Techniken beschrieben, welche es ermöglichen, den Spiegel 150 einerseits mit einer besonders großen reflektierenden Vorderseite 151 herzustellen; und andererseits den Spiegel 150 besonders leicht zu gestalten. Entsprechende Techniken sind zum Beispiel im Zusammenhang mit 3 nachfolgend beschrieben.
3 illustriert schematisch den Spiegel 150. Insbesondere illustriert 3 Details im Zusammenhang mit der Rückseite 152 des Spiegels 150. 3 ist eine schematische Aufsicht auf die Rückseite 152 des Spiegels 150. Im Beispiel der 3 ist insbesondere ein Zentrum 159 der Rückseite 152 und ein Umfang 158 der Rückseite 152 dargestellt.
Als allgemeine Regel wäre es möglich, dass die Fläche der Rückseite 152 (und/oder der Vorderseite 151 des Spiegels 150, in 3 nicht dargestellt) im Bereich von 100 mm² bis 250 mm² liegt. Solche Größen von Spiegeln 150 weisen einen guten Kompromiss auf zwischen Größe der entsprechenden optischen numerischen Apertur einerseits und Gewicht des Spiegels 150 andererseits.
In dem Beispiel der 3 ist der Spiegel 150 und insbesondere die Rückseite 152 kreisförmig ausgebildet. Im Allgemeinen wäre es aber möglich, dass der Spiegel 150 und damit insbesondere auch die Rückseite 152 eine andere Form aufweisen, zum Beispiel ellipsenförmig oder quadratisch.
Die Rückseite 152 weist eine repetitive Anordnung von Ätzstrukturen 201 auf. Im Beispiel der 3 sind die Ätzstrukturen 201 kreisförmig. Als allgemeine Regel könnten aber auch andere Geometrien für die Ätzstrukturen 201 verwendet werden, zum Beispiel eckige Strukturen oder Ellipsen etc.. In 3 ist eine Breite 261 und eine Länge 262 der Ätzstrukturen 201 dargestellt.
Als allgemeine Regel wäre es möglich, dass die Breite 261 oder die Länge 262 der Ätzstrukturen 201 im Bereich von 20 µm bis 200 µm liegt.
Im Beispiel der 3 variieren die Breite 261 und die Länge 262 nicht als Funktion der lateralen Position x,y auf der Rückseite 152. In anderen Beispielen wäre aber eine Variation möglich.
Die Ätzstrukturen im Beispiel der 3 weisen ein laterales Aspektverhältnis (das heißt entlang einer Ebene, die parallel zur XY Ebene ist) von 1 auf: die Länge 252 ist gleich der Breite 261. Im Allgemeinen könnten die Ätzstrukturen 201 aber ein laterales Aspektverhältnis im Bereich von 0,3 bis 3 aufweisen.
Die Ätzstrukturen 201 entsprechen Einbuchtungen der Rückseite 152, in denen das Halbleitermaterial, aus dem der Spiegel 150 gefertigt ist, entfernt wurde. Die Ätzstrukturen 201 bilden Löcher im Halbleitermaterial aus. Die Ätzstrukturen 201 können insbesondere ein Tiefenprofil (entlang der Z-Richtung) aufweisen, welches charakteristisch für den jeweiligen Ätzprozess - etwa DRIE - ist. Dies könnte sich zum Beispiel ausdrücken in einer Wandsteilheit der Wände der Ätzstrukturen 201 in der Tiefenrichtung entlang der Z-Achse. Eine weitere charakteristische Eigenschaft betrifft die Ausbildung des Bodens der Ätzstrukturen 201.
Die Größe der Ätzstrukturen 201 sowie der Abstand zwischen benachbarten Ätzstrukturen 201 definiert einen Füllfaktor. Insbesondere bestimmt der Füllfaktor ein Verhältnis zwischen der Fläche der Ätzstrukturen 201 (das heißt alle Bereiche innerhalb der kleinen Kreise, die im Beispiel der 3 die Ätzstrukturen 201 bilden) und der Fläche der Rückseite 152 (das heißt im Beispiel der 3 der Fläche innerhalb des Umfangs 158). Als allgemeine Regel kann der Füllfaktor im Bereich von 10 % bis 80 % liegen, bevorzugt im Bereich von etwa 20 % bis etwa 50 %.
Durch die Verwendung eines solchen Füllfaktors kann eine genügend große Menge des Halbleitermaterials aus dem Spiegel 150 entfernt werden. Dadurch kann das Gewicht des Spiegels 150 herabgesetzt werden, was im Zusammenhang mit dessen dynamischen Eigenschaften bevorzugt sein kann. Auf der anderen Seite wird die dynamische Verformung begrenzt.
Durch die Verwendung der repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen 201 kann ein besonders reproduzierbarer und einfach handhabbarer Herstellungsprozess gewährleistet werden. Insbesondere kann eine signifikante Streuung von geometrischen Parametern des Spiegels 150 vermieden werden; beispielhafte Parameter, die anfällig für Prozessvariationen sind, umfassen zum Beispiel die Tiefe der Ätzstrukturen 201. Insbesondere kann durch das Verwenden der repetitiven Anordnung der Ätzstrukturen 201 erreicht werden, dass Einflüsse des Aspektverhältnis-abhängigen Ätzens und des Besetzungs-abhängigen Ätzens reduziert werden bzw. vergleichsweise wenig prominent auftreten. Zum Beispiel kann durch das Verwenden derselben Ätzstruktur 201 in einer sich wiederholenden Art und Weise (repetitiv) - im Fall der 3 der kreisförmigen Ätzstrukturen 201 - der Einfluss des Aspektverhältnis-abhängigen Ätzens reduziert werden - zum Beispiel insbesondere im Vergleich zu Techniken, welche eine Leichtbauweise der Rückseite 152 mit Rippen und dazwischenliegenden Vertiefungen verwenden, vergleiche etwa insbesondere DE 10 2017 222 404 . Auch ein Einfluss des Besetzungs-abhängigen Ätzens kann durch die Verwendung der repetitiven Anordnung der Ätzstrukturen 201 besonders gut kontrolliert werden: insbesondere kann nämlich die Exposition des Halbleitermaterials gegenüber dem Prozessgas durch die Verwendung der repetitiven Anordnung lokal besonders gut vorhergesagt werden bzw. eingestellt werden.
Im Beispiel der 3 implementiert die repetitive Anordnung der Ätzstrukturen 201 eine Gitterstruktur, hier insbesondere mit einer quadratischen Einheitszelle 250. Durch die Verwendung einer Gitterstruktur ist es besonders einfach möglich eine Ätzmaske, welche die Ätzstrukturen 201 definiert, zu erstellen. Außerdem ist es möglich, durch geeignete Variation von ein oder mehreren geometrischen Parametern der Gitterstruktur, Einflüsse vom Aspektverhältnis-abhängigen Ätzen und/oder vom Besetzungs-abhängigen Ätzen zu reduzieren oder gar zu kompensieren.
Während im Beispiel der 3 eine Gitterstruktur mit einer quadratischen Einheitszelle 250 dargestellt ist, wäre es in anderen Beispielen möglich, andere Arten von Gitterstrukturen zu verwenden, also insbesondere andere Geometrien für die Einheitszelle 250 zu verwenden. Ein paar entsprechende Beispiele sind nachfolgend im Zusammenhang mit der 4 und der 5 beschrieben.
4 und 5 illustrieren Aspekte im Zusammenhang mit einer Gitterstruktur 299, die durch die repetitive Anordnung der Ätzstrukturen 201 ausgebildet wird. Insbesondere illustrieren 4 und 5 Aspekte im Zusammenhang mit einer entsprechenden Einheitszelle.
Im Beispiel der 4 wird eine viereckige Einheitszelle 250 der Gitterstruktur 299 verwendet, die insbesondere Parallelogramm-förmig ist. In 4 weisen die Ätzstrukturen 261 eine sechseckige Form auf, könnten aber in anderen Beispielen auch eine andere Form aufweisen.
Das Aspektverhältnis zwischen Breite 261 und Länge 262 beträgt auch im Beispiel der 4 1:1. Dagegen wird im Beispiel der 5 eine sechseckige bzw. hexagonale Einheitszelle 250 verwendet. In 5 sind die Ätzstrukturen 201 wiederum kreisförmig. In 4 und in 5 ist außerdem auch eine Größe 251 der jeweiligen Einheitszelle 250 der Gitterstruktur 299 illustriert.
Eine hexagonale Einheitszelle 250 aus 5 stellt im Zusammenhang mit der Verwendung der kreisförmigen Ätzstrukturen 201 ein Optimum betreffend den zu erzielenden Füllfaktor dar.
Die in 4 und 5 dargestellten Beispiele können in weiteren Beispielen modifiziert werden. Zum Beispiel könnten anstatt den in 4 dargestellten sechseckigen Löchern auch andere eckige Löcher als Ätzstrukturen 201 verwendet werden. Zum Beispiel könnten anstatt der in 5 dargestellten kreisförmigen Löchern auch andere Arten von Ätzstrukturen 201 verwendet werden.
6 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit dem Spiegel 150. Insbesondere ist 6 eine Schnittansicht des Spiegels 150. 6 illustriert den Spiegel 150 für einen Schnitt entlang der Achse A-B aus 3. In 6 ist eine Dicke 272 des Spiegels 150 zwischen der Vorderseite 151 und der Rückseite 152 dargestellt. Auf der Vorderseite 151 ist eine reflektierende Dünnschicht 151A aufgebracht.
In 6 ist außerdem eine Tiefe 271 der Ätzstrukturen 201 entlang der Z-Achse dargestellt. Die Tiefe 271 wird bestimmt durch eine Ätzrate des Ätzprozesses sowie die Ätzzeit.
Durch die Verwendung der repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen 201 kann die Ätzrate des Ätzprozesses besonders gut gesteuert werden bzw. weist keine besonders große Variation aufgrund eines Einflusses des Aspektverhältnis-abhängigen Ätzens oder des Besetzungs-abhängigen Ätzens auf. Deshalb ist in 6 ersichtlich, dass die Tiefe 271 der verschiedenen dargestellten Ätzstrukturen 201 besonders wenig variiert, zum Beispiel weniger als 20 % oder zum Beispiel weniger als 5 % oder sogar weniger als ein Prozent. Dies kann insbesondere bezogen auf einen Mittelwert der Tiefe 271 sein. Dies wird erreicht, ohne dass das Halbleitermaterial, aus dem der Spiegel 150 gefertigt ist bzw. der entsprechende Wafer eine Ätzstoppschicht aufweisen würde, welche die Tiefe 271 definieren würde.
Zum Beispiel sind nämlich Techniken bekannt, bei denen ein sogenannter Silizium-auf-Isolator (engl. silicon-on-insulator, SOI) Wafer verwendet wird, der eine Isolatorschicht aufweist, welche einen DRIE-Prozess in Tiefenrichtung entlang der Z-Achse begrenzt. Eine entsprechende Technik ist zum Beispiel beschrieben in US 5,937,312 A . Ätzstoppschichten können zum Beispiel durch ein Oxidmaterial gebildet werden.
Durch die geringe Variation der Tiefen 271 kann insbesondere ein wohldefiniertes dynamisches Verhalten des Spiegels 150 erreicht werden, zum Beispiel wenn das Masse-Feder-System umfassend den Spiegel 150 und das Federelement 902 resonant durch den Aktuator 901 getrieben wird (vergleiche 1 und 2). Eine Variation der Tiefe 271 würde hingegen bewirken, dass die Resonanzfrequenzen unterschiedlicher Spiegel 150 streuen oder eine Unwucht bei der Bewegung des Spiegels 150 hervorgerufen wird.
Als allgemeine Regel könnte die Dicke 272 des Spiegels 150 im Bereich von 100 µm bis 300 µm liegen, zum Beispiel im Bereich von 200 µm +/- 50 µm. Dazu kann zum Beispiel ein Wafer mit einer initialen Dicke von 300 µm oder sogar 725 µm ausgehend von der Vorderseite des Wafers gedünnt und poliert werden, wobei derart die Vorderseite 151 des Spiegels 150 erhalten werden kann.
Verschiedenen Beispielen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass DRIE-Maschinen typischerweise mehrere Wafer 300 nur seriell bearbeiten können. Deshalb kann es erstrebenswert sein, Wafer 300 zu verwenden, die einen besonders großen Durchmesser aufweisen, z.B. 150 mm oder 200 mm oder sogar 300 mm. Um Wafer solcher Größe mechanisch gut handhaben zu können (Bruchgefahr), sollte die initiale Dicke nicht geringer als 300 µm sein oder besser 725 um.
Als allgemeine Regel könnte die Tiefe 271 der Ätzstrukturen 201 zum Beispiel im Bereich von 50 um bis 500 um liegen. Typischerweise 100 um bis 250 um.
Es wäre zum Beispiel möglich, dass ein Verhältnis zwischen der Tiefe 271 der Ätzstrukturen 201 (etwa einer mittleren Tiefe 271) und der Dicke 272 des Spiegels 150 im Bereich von 0,5 bis 0,98 liegt. Ein solches Verhältnis weist einen guten Kompromiss zwischen Leichtigkeit des Spiegels auf der einen Seite und Steifigkeit des Spiegels auf der anderen Seite auf.
Zum Beispiel könnte der Spiegel 150 eine Dicke 272 von 150 µm aufweisen und die Tiefe 271 der Ätzstrukturen 201 könnte z.B. 135 µm betragen.
Nachfolgend werden Techniken beschrieben, die es durch gezielte Variation von ein oder mehreren Parametern der repetitiven Anordnung der Ätzstrukturen 201 ermöglichen, den Einfluss des Aspektverhältnis-abhängigen Ätzens und/oder des Besetzungs-abhängigen Ätzens weiter zu reduzieren, sodass eine besonders wohldefinierte Tiefe 271 erhalten wird. Entsprechende Beispiele sind insbesondere im Zusammenhang mit der 7 illustriert.
7 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit der Variation 269 von ein oder mehreren Parametern 500 der repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen 201. Die ein oder mehreren Parameter 500 werden im Beispiel der 7 entlang einer Richtung, die parallel zur Y-Achse ist, variiert; insbesondere ist die Variation 269 entlang der Achse A-B aus 3 dargestellt. Im Allgemeinen wäre es aber möglich, dass eine entsprechende Variation 269 auch oder alternativ entlang einer Richtung, die parallel zur X-Achse ist, vorliegt. Die Variation 269 als Funktion relativ zum Abstand zur Mitte des Spiegels 150 beschrieben werden.
Als allgemeine Regel kann die Variation 269 der ein oder mehreren Parameter also als Funktion der lateralen Position auf der Rückseite 152 des Spiegels 150 vorliegen.
Im Szenario der 7 ist dargestellt, dass die Variation 269 graduell ausgehend vom Mittelpunkt 159 der Rückseite 152 ausgebildet sein kann (durchgezogene Linie in 7) oder aber auch stufenförmig (gestrichelte Linie in 7). Insbesondere ist die Stufe der stufenförmigen Variation 269 im Beispiel der 7 nahe bei dem Umfang 158 der Rückseite 152 des Spiegels 150 ausgebildet, wobei „nahe bei“ bedeutet, dass die Stufe in einer Entfernung zum Umfang 158 ausgebildet ist, die relevant für das Besetzungs-abhängige Ätzen ist.
Neben der graduellen und der stufenförmigen Variation 269 der ein oder mehreren Parameter 500 repetitiven Anordnung wären auch andere Arten der Variation 269 denkbar. Insbesondere ist es nicht unbedingt notwendig, dass ein streng monotoner Verlauf ausgehend vom Mittelpunkt 159 hin zum Umfang 158 für die Variation 269 verwendet wird (wie in 7 gezeigt).
Dabei können in den verschiedenen hierin beschriebenen Beispielen unterschiedlichste Parameter 500 als Funktion der lateralen Position variiert werden. Zum Beispiel wäre es möglich, dass die Länge 262 und/oder die Breite 261 der Ätzstrukturen 201 (bzw. im allgemeinen die laterale Strukturgröße) als Parameter 500 variiert wird. Insbesondere wäre es zum Beispiel möglich, dass das laterale Aspektverhältnis zwischen Breite 261 und Länge 262 variiert wird. Zum Beispiel könnte dadurch der Einfluss des Besetzungs-abhängigen Ätzens kompensiert werden, durch den gegenläufigen Einfluss des Aspektverhältnis-abhängigen Ätzens.
Als weiterer möglicher Parameter 500 könnte zum Beispiel die Einheitszellengröße 251 eine die repetitive Anordnung implementierenden Gitterstruktur variiert werden. Dadurch kann nämlich insbesondere die Dichte des gegenüber dem Ätzgas exponierten Halbleitermaterials während des Ätzprozesses variiert werden, sodass der Einfluss des Besetzungs-abhängigen Ätzens eingestellt werden kann.
Durch die Variation der Höhe 262 und/oder der Breite 251der Ätzstrukturen 201 kann z.B. besonders einfach ein kontinuierliches Layout der Rückseite des Spiegels 150 erhalten werden. Dies vereinfacht den Designprozess.
Voranstehend wurden Techniken beschrieben, bei denen ein oder mehrere Parameter 500 der repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen 201 als Funktion der lateralen Position entlang der X-Achse und/oder entlang der Y-Achse variiert werden. Es gibt auch noch eine weitere Technik, um die dynamischen Parameter des Spiegels 150 besonders gut einzustellen. Insbesondere kann nämlich - alternativ oder zusätzlich zu einer geometrischen Anpassung der repetitiven Anordnung der Ätzstrukturen 201 - die repetitive Anordnung der Ätzstrukturen 201 selbst durchbrochen bzw. örtlich begrenzt aufgelöst werden, durch die Verwendung von Fehlstellen. Ein entsprechendes Konzept ist im Zusammenhang mit der 8 dargestellt.
8 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit dem Spiegel 150. Insbesondere illustriert 8 eine schematische Aufsicht auf die Rückseite 158 des Spiegels 150. Das Beispiel der 8 entspricht dabei grundsätzlich dem Beispiel der 3. Im Beispiel der 8 ist die repetitive Anordnung der Ätzstrukturen 201 wiederum als Gitterstruktur 299 mit quadratischer Einheitszelle 250 ausgebildet (wobei wiederum, wie bereits im Zusammenhang mit 3 erläutert, andere Arten von Einheitszellen 250 und andere Arten von Ätzstrukturen 201 möglich wären).
Im Beispiel der 8 weist die Gitterstruktur 299 zwei Fehlstellen 259 auf. Die Fehlstellen 259 der Gitterstruktur bezeichnen Gitterplätze der Gitterstruktur 299, an denen eine Ätzstruktur 201 vorgesehen wäre, jedoch keine Ätzstruktur 201 platziert ist. Fehlstellen 259 können auch solche Gitterpunkte der Gitterstruktur bezeichnen, bei denen zwar eine Ätzstruktur 201 vorgesehen ist, die aber signifikant von den übrigen Ätzstrukturen 201 der Gitterstruktur abweicht, zumindest hinsichtlich eines oder mehrerer geometrischer Parameter, wie beispielsweise laterales Aspektverhältnis, Breite und/oder Länge. Z.B. können Fehlstellen verwendet werden, bei denen einzelne Gitterplätze fehlbesetzt sind, d.h. die nächsten Nachbarn wieder richtig besetzt sind.
Durch das Vorsehen der Fehlstellen 259 können die dynamischen Parameter des Spiegels 150 beeinflusst werden. Zum Beispiel wäre es möglich, dass eine Unwucht des Spiegels 150 erzeugt oder reduziert wird. Es wäre auch möglich, die Eigenfrequenzen der verschiedenen angelegten Moden des Masse-Feder-Systems umfassend den Spiegel 150 und das Federelement 902 geeignet einzustellen.
Eine entsprechende Anpassung kann altemativ oder zusätzlich zum Beispiel auch durch die geeignete Wahl der Geometrie der Einheitszellen 250 bei Verwendung einer Gitterstruktur 299 der Ätzstrukturen 201 erzielt werden.
In einem Beispiel kann ohne Fehlstellen 259 die Torsions-Eigenfrequenz in etwa gleich der Biege-Eigenfrequenz sein (ein Zustand der auch als Entartung bezeichnet wird). Dies kann zu einer komplizierten Dynamik des Spiegels 150 bei resonanter Anregung des Masse-Feder-Systems resultieren; Kopplungseffekte und/oder Nichtlinearitäten können resultieren. Deshalb kann durch das Vorsehen von ein oder mehreren Fehlstellen 259 der Frequenzabstand zwischen der Torsions-Eigenfrequenz und der Biege-Eigenfrequenz so eingestellt werden, dass dieser nicht kleiner als 30 Hz ist. Bei typischen Gütefaktoren von Masse-Feder-Systemen bewirkt diese Dimensionierung des Frequenzabstands eine Trennung der Resonanz-Peaks und eine reduzierte Kopplung zwischen den unterschiedlichen Eigenmoden. Damit wird die Dynamik des Spiegels 150 leichter steuerbar.
Dabei kann es in verschiedenen Beispielen auch möglich sein, dass ein Vielfaches (zum Beispiel das 2x-Vielfache oder das 3x-Vielfache etc.) der Torsions-Eigenfrequenz gleich der Biege-Eigenfrequenz ist; auch in einem solchen Fall kann eine Kopplung vorliegen. Deshalb kann gegebenenfalls durch Vorsehen von ein oder mehreren Fehlstellen 259 erreicht werden, dass auch der Frequenzabstand zwischen einem n-fachen (n ist eine ganze Zahl) Vielfachen der Torsions-Eigenfrequenz und der Biege-Eigenfrequenz nicht kleiner als 30 Hz ist. Entsprechendes gilt auch, wenn die Biege-Eigenfrequenz die niedrigste Eigenfrequenz des Masse-Feder-Systems ist. Dann kann durch Vorsehen von ein oder mehreren Fehlstellen 259 erreicht werden, dass ein Frequenzabstand zwischen einem n-fachen Vielfachen der Biege-Eigenfrequenz und der Torsions-Eigenfrequenz nicht kleiner als 30 Hz ist.
Solche Techniken beruhen auf der Erkenntnis, dass die Torsions-Eigenfrequenz typischerweise als Wurzel vom Produkt aus Masse und Abstand zum Drehmittelpunkt der torsionalen Aufhängung des Spiegels 150 skaliert; während aber die horizontale und vertikale Eigenmode (Biegemode; engl. flexure) lediglich von der Gesamtmasse des Spiegels 150 abhängen. Deshalb kann insbesondere durch Vorsehen von ein oder mehreren Fehlstellen 259 in einem definierten Abstand zum Mittelpunkt 159 eine besonders gute Trennung zwischen der Torsionsmode und der Biegemode erreicht werden.
9 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Ausbilden von Spiegeln auf einem Wafer aus Halbleitermaterial. In 9 sind optionale Blöcke mit gestrichelten Linien dargestellt.
Das Verfahren gemäß 9 kann zum Beispiel dazu verwendet werden, um ein oder mehrere Spiegel 150, wie sie voranstehend im Zusammenhang mit den 1 - 8 diskutiert wurden, herzustellen.
Zunächst erfolgt in Block 1000 das Ausbilden einer Strukturierung als Ätzmaske auf einer Rückseite des Wafers. Die Ätzmaske kann zum Beispiel durch einen Lithographieprozess, zum Beispiel eine optische Lithographie mit einem geeigneten Fotolack und Fotomaske, hergestellt werden. Die Ätzmaske kann mehrere Spiegel auf dem Wafer definieren, z.B. indem der Umfang der Spiegel durch geeignete weitere Ätzstrukturen definiert wird. Die Ätzmaske kann optional auch Zwischenstrukturen definieren, über welche die Spiegel mit einem umgebenden Bereich des Wafers verbunden sind, zum Beispiel Stege oder Brücken. Zum Beispiel könnte die Ätzmaske ein Array von Spiegeln definieren. Auf Wafer-Ebene können also mehrere Spiegel vorhanden sein. Auf Spiegel-Ebene kann die Ätzmaske wiederum eine repetitive Anordnung von Ätzstrukturen definieren. Die Ätzmaske kann eine laterale Struktur aufweisen, die die repetitive Anordnung von Ätzstrukturen definiert.
In manchen Beispielen kann mehr als eine Ätzmaske und mehr als ein Ätzprozess verwendet werden, um die mehreren Spiegel auf dem Wafer und um auf Spiegel-Ebene die repetitive Anordnung von Ätzstrukturen zu definieren. Es wäre aber auch möglich, dass nur eine einzelne Ätzmaske verwendet wird.
Dann erfolgt in Block 1001 mindestens ein Ätzprozess, beispielsweise im Beispiel der 9 ein DRIE-Ätzprozess. Durch den mindestens einen Ätzprozess wird Halbleitermaterial entfernt. Die Spiegel und die repetitive Anordnung der Ätzstrukturen auf jedem der Spiegel wird derart ausgebildet.
Durch eine geeignete Ätzmaske aus Block 1000 kann beim Ätzen in Block 1001 der Einfluss von Aspektverhältnis-abhängigem Ätzen und von Besetzungs-abhängigen Ätzen reduziert werden. Beispielsweise könnte die Ätzmaske eine laterale Variation von ein oder mehreren Parametern der repetitiven Anordnung der Ätzstrukturen definieren (vgl. 7).
Dann erfolgt in Block 1002 das Dünnen und/oder das Polieren der Vorderseite des Wafers.
Als allgemeine Regel sind unterschiedliche Techniken zum Dünnen und/oder Polieren denkbar. Das Dünnen könnte z.B. mechanisch erfolgen. Es wäre aber auch eine nasschemische Dünnung (z.B. in KOH, TMAH, EDP, HNA, etc) oder mit einem Trockenätzprozess (RIE, DRIE, IBE, IBT, GCIB, etc) denkbar.
Anschließend wird in Block 1003 bestimmt, ob das Gewicht der verschiedenen Spiegel 150, die auf dem Wafer definiert sind, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Die Bestimmung in Block 1003 kann auf verschiedene Arten und Weisen erfolgen. Zum Beispiel wäre es in einer Variante möglich, das Gewicht des Wafers zu messen und daraus auf die Gewichte der Spiegel zurückzuschließen. Dazu kann das Dünnen und/oder Polieren temporär unterbrochen werden. Das Gewicht könnte auch geschätzt werden, zum Beispiel durch indirekte Beobachtung des Materialabtrags beim Dünnen und/oder Polieren in Block 1002. Insbesondere könnte das Gewicht unter Berücksichtigung einer berechneten Tiefe der Ätzstrukturen geschätzt werden. Eine solche Schätzung des Gewichts kann insbesondere deshalb ermöglicht werden, weil die Variation 269 der Tiefe der Ätzstrukturen durch Verwendung der repetitiven Anordnung vergleichsweise gering ist (wie zum Beispiel voranstehend im Zusammenhang mit der Tiefe 271 der Ätzstrukturen 201 im Zusammenhang mit dem Beispiel der 6 beschrieben). Dann kann je nach Überprüfung, ob das Gewicht innerhalb der Vorgabe liegt, das Dünnen und/oder Polieren in Block 1002 fortgesetzt werden oder beendet werden.
Im Allgemeinen kann also die Intensität des Dünnens und/oder Polierens basierend auf dem Messen und/oder Schätzen des Gewichts angepasst werden. Die Intensität kann zum Beispiel durch die Dauer angepasst werden, wie in 9 dargestellt. Die Intensität könnte zum Beispiel aber auch - je nach verwendeter Technik zum Dünnen - durch einen Aufpressdruck eines entsprechenden Materials variiert werden oder durch eine Geschwindigkeit mit der das Material gegenüber dem Wafer bewegt wird.
Durch eine solche variable Anpassung der Prozessparameter im Zusammenhang mit dem Dünnen und/oder Polieren in Block 1002 kann das Gewicht der Spiegel besonders genau eingestellt werden. Das bedeutet, dass die dynamischen Parameter des Spiegels besonders genau eingestellt werden können.
In Block 1004 kann eine dünne reflektierende Schicht auf die Vorderseite des Wafers aufgebracht werden, die zuvor gedünnt und/oder poliert wurde (vergleiche auch Dünnschicht 151A im Beispiel der 6).
Anschließend werden in Block 1005 die Spiegel vereinzelt. Das heißt, dass individuelle Spiegel freigestellt werden. Dies bedeutet, dass die Spiegel vom umgebenden Wafermaterial getrennt werden, zum Beispiel indem die Zwischenstrukturen 320 durchgetrennt werden und/oder indem eine Ablösung von einem Träger-Wafer (engl. handling wafer) erfolgt.
Die Abfolge der Prozessschritte in 9 kann in anderen Beispielen variiert werden. Zum Beispiel wird im Beispiel der 9 das Dünnen und/oder Polieren nach dem Anwenden des DRIE-Prozesses durchgeführt. Dies ermöglicht die adaptive Anpassung der Prozessparameter für das Dünnen und/oder Polieren in Block 1003. In anderen Beispielen wäre es aber auch möglich, dass das Dünnen und/oder Polieren vor dem Ätzprozess durchgeführt wird.
10 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit einem Wafer 300. Zum Beispiel könnte der Wafer 300 durch ein Verfahren gemäß dem Beispiel der 9 erhalten werden. Der Wafer 300 weist eine Vorderseite 301 auf, die in 10 dargestellt ist. In 10 ist außerdem ein Mittelpunkt 309 und ein Außenumfang 308 des Wafers dargestellt.
In 10 ist das Koordinatensystem X', Y' und Z' auf Wafer-Ebene illustriert. Das Koordinatensystem auf Wafer-Ebene (vergleiche 10) kann ausgerichtet sein oder verdreht sein gegenüber dem Koordinatensystem X, Y und Z auf Spiegel-Ebene (vergleiche 3).
Typischerweise liegt ein Durchmesser des Wafers 300 im Bereich zwischen 100 mm und 300 mm. Dies bedeutet, dass der Durchmesser des Wafers 300 in 10 viel größer ist als der typische Durchmesser eines Spiegels 150. Deshalb können auch mehrere Spiegel 150 auf dem Wafer 300 parallel prozessiert werden.
10 illustriert den Wafer 300 vor der Vereinzelung (vgl. 9: Block 1005) der verschiedenen Spiegel 150. Die Spiegel 150 sind in dem Szenario der 10 noch über Zwischenstrukturen 320 (hier: Stege) mit dem umgebenden Halbleitermaterial des Wafers 300 verbunden.
Die Zwischenstrukturen 320 sind grundsätzlich optional.
Es ist möglich, dass die verschiedenen Spiegel 150 auf dem Wafer 300 alle identisch ausgebildet sind. In anderen Beispielen wäre es aber auch möglich, dass eine gewisse Variation von Spiegel zu Spiegel 150 auf dem Wafer 300 vorgesehen ist. Insbesondere wäre es zum Beispiel möglich, dass eine Anpassung der repetitiven Anordnung der Ätzstrukturen 201 von Spiegel zu Spiegel 150 erfolgt, das heißt eine Anpassung als Funktion der lateralen Position auf dem Wafer 300. Entsprechende Techniken sind im Zusammenhang mit der 11 illustriert.
11 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit der repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen. Insbesondere illustriert 11 die Variation 269' von ein oder mehreren Parametern 500 der repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen als Funktion der lateralen Position auf Wafer-Ebene, das heißt im Beispiel der 11 als Funktion der lateralen Position entlang der Y'-Achse. In 11 ist insbesondere die Variation von ein oder mehreren Parametern 500 entlang der Linie A'-B' aus 10 dargestellt. Im Allgemeinen wäre die Variation 269' entlang der Y'-Achse und/oder entlang der X'-Achse möglich, d.h. als Funktion der lateralen Position auf dem Wafer 300.
Dabei entspricht das Beispiel der 11 grundsätzlich dem Beispiel der 7. In 11 ist jedoch die Variation 269' von ein oder mehreren Parametern 500 auf Wafer-Ebene dargestellt; während in 7 die Variation 269 von ein oder mehreren Parametern 500 auf Spiegel-Ebene dargestellt ist.
Im Allgemeinen ist es in den verschiedenen hierin beschriebenen Beispielen möglich, die Variation 269' zusätzlich oder alternativ zur Variation 269 zu verwenden.
Wiederum wäre es möglich, dass im Beispiel der 11 ein oder mehrere Parameter 500 der repetitiven Anordnung der Ätzstrukturen variiert werden. Beispiele umfassen: die laterale Strukturgröße, wie beispielsweise die Länge 262 und/oder die Breite 261 der Ätzstrukturen 201, das Aspektverhältnis der Ätzstrukturen 201 und die Einheitszellengröße 251 (sofern die repetitive Anordnung von Ätzstrukturen eine Gitterstruktur ausbildet). Dadurch kann wiederum ein Einfluss von Aspektverhältnis-abhängigem Ätzen und/oder ein Einfluss von Besetzungs-abhängigem Ätzen reduziert oder kompensiert werden. Außerdem kann ein Einfluss einer inhomogenen Prozessgasverteilung reduziert werden.
12 illustriert Aspekte in Bezug auf ein beispielhaftes Verfahren zum Ausbilden von mehreren Spiegeln 150 auf einem Wafer 300. Insbesondere illustriert 12 verschiedene Prozessschritte zur Herstellung der Spiegel 150 mittels MEMS-Techniken. Die Prozessschritte aus 12 könnten zum Beispiel durch das Verfahren gemäß 9 implementiert werden.
Dabei ist in 12 lediglich ein einzelner Spiegel 150 dargestellt. Das Verfahren gemäß 12 kann aber parallel für ein Array von Spiegeln 150 auf dem Wafer 300 durchgeführt werden (vergleiche 10).
Im Prozessschritt 3001 wird zuerst der Wafer 300 erhalten. Der Wafer 300 weist eine Vorderseite 391 sowie eine Rückseite 392 auf. Der Wafer 300 weist keine Ätzstoppschicht auf. Der Wafer 300 könnte zum Beispiel aus Silizium als Halbleitermaterial bestehen, insbesondere aus einkristallinem Silizium.
Als nächstes wird im Prozessschritt 3002 der Wafer 300 oxidiert. Entsprechende Oxid-Schichten 701, 702 sind auf den Oberflächen des Wafers 300 dargestellt. Die Oxid-Schichten 701, 702 dienen dabei als Maskiermaterial für das darauffolgende DRIE. Anstatt von Oxid-Schichten 701, 702 könnte noch andere Materialien zum Maskieren verwendet werden, beispielsweise Lacke etc..
Dann erfolgt in Prozessschritt 3003 eine lithographische Strukturierung der Oxid-Schicht 701, als Ätzmaske 705. Dazu kann zum Beispiel ein Fotolack in Kombination mit einem Belichtungsschritt durch eine Fotomaske und anschließend ein nasschemischer Ätzschritt verwendet werden (in 12 nicht dargestellt). Die Ätzmaske 705 der Oxid-Schicht 701 definiert später die Ätzstrukturen 201 und die Spiegel 150, sowie weitere Ätzstrukturen 280.
Dann wird in Prozessschritt 3004 DRIE verwendet. Wie obenstehend bereits beschrieben, gibt es einen Einfluss auf die Ätzrate durch Aspektverhältnis-abhängiges Ätzen und Besetzungs-abhängiges Ätzen. Außerdem variiert die Ätzrate auch in Abhängigkeit von einer Strukturgröße der Strukturierung 705.
Solche Effekte können auch ausgenutzt werden, um eine besonders einfache Herstellung der Spiegel 150 zu erreichen - mit nur einer Ätzmaske 705. Dadurch kann ein Ausschuss verringert werden. Herstellungskosten können gesenkt werden.
Ein entsprechendes Beispiel ist in 12 dargestellt. Durch die Ätzmaske 705 werden die Ätzstrukturen 201 sowie die weitere Ätzstrukturen 280 definiert. Die Ätzstrukturen 201 befinden sich innerhalb des Umfangs 158 der (noch auszubildenden) Spiegel 150 (vergleiche etwa 8); während die weiteren Ätzstrukturen 280 den Umfang 158 definieren. In ein und demselben DRIE-Prozessschritt 3004 werden dabei die Ätzstrukturen 201 sowie die weiteren Ätzstrukturen 280 ausgebildet. Es wird nur eine Fotomaske verwendet, bzw. nur eine Strukturierung 705.
Dabei ist aus 12 ersichtlich, dass die Breite 291 der weiteren Ätzstrukturen 280 größer ist, als die Breite 261 der Ätzstrukturen 201. Im Allgemeinen wäre es möglich, dass die laterale Strukturgröße und/oder das laterale Aspektverhältnis der weiteren Ätzstrukturen 280 verschieden ist von der lateralen Strukturgröße und/oder dem lateralen Aspektverhältnis der Ätzstrukturen 201.
Dadurch kann folgender Effekt erzielt werden: die Ätzrate des DRIE ist verschieden für die Ätzstrukturen 201 und die weiteren Ätzstrukturen 280. Zum Beispiel wäre es möglich, dass die laterale Strukturgröße und/oder das laterale Aspektverhältnis der weiteren Ätzstrukturen 280 derart verändert wird gegenüber der lateralen Strukturgröße und/oder dem lateralen Aspektverhältnis der Ätzstrukturen 201, dass die Ätzrate des DRIE größer ist für die weiteren Ätzstrukturen 280, als für die Ätzstrukturen 201.
Insbesondere wäre es möglich, dass die laterale Strukturgröße der Ätzstrukturen 201 in einem Bereich liegt, in dem die Ätzrate eine starke Abhängigkeit von der lateralen Strukturgröße aufweist. Dies wäre typischerweise bei Breiten 261 und/oder Längen 262 im Bereich von 20 µm bis 200 µm der Fall.
Die Breite 291 der weiteren Ätzstrukturen 280 kann z.B. im Bereich von größer 200 µm liegen. Sofern Zwischenstrukturen 320 vorhanden sind, können diese einer Einschnürung dieser Breite 291 z.B. auf 50 µm oder 20 µm entsprechen.
Dadurch kann erreicht werden, dass - trotz der Verwendung nur einer Ätzmaske 705- die Tiefe 281 der weiteren Ätzstrukturen 280 größer ist als die Tiefe 271 der Ätzstrukturen 201 (wie in 12 im Zusammenhang mit dem Prozessschritt 3004 auch dargestellt ist).
Dabei ist es optional möglich, dass die weiteren Ätzstrukturen 280 nicht gleichförmig entlang des gesamten Umfangs 158 der Spiegel 150 ausgebildet sind. Zum Beispiel könnte die laterale Breite 291 der weiteren Ätzstrukturen 280 an bestimmten Punkten eine Einschnürung aufweisen - dort ist dann die Ätzrate herabgesetzt. Derart kann es möglich sein, die Zwischenstrukturen 320 zu definieren. Im Allgemeinen ist es möglich, dass die Zwischenstrukturen 320 durch volle oder teilweise Unterbrechung der weiteren Ätzstrukturen 280 ausgebildet sind. Die Zwischenstrukturen 320 sind aber grundsätzlich optional.
In Prozessschritt 3005 werden die Oxid-Schichten 701, 702, bzw. im Allgemeinen das Maskiermaterial und die Ätzmaske 705, entfernt. Nasschemisches Ätzen kann verwendet werden.
Dann wird in Prozessschritt 3006 der Wafer 300 auf einen Träger-Wafer 371 aufgebracht, und zwar so, dass die Vorderseite 391 des Wafers 300 zugänglich verbleibt. Dazu kann eine Verbindungsschicht 710 verwendet werden.
Als nächstes wird in Prozessschritt 3007 das Dünnen und Polieren des Wafers 300 ausgehend von der Vorderseite 391 des Wafers 300 durchgeführt. Aus 12 ist ersichtlich, dass das Dünnen und Polieren bis zu einer Tiefenposition 399 durchgeführt wird, die zwischen der Tiefe 281 der weiteren Ätzstrukturen 280 und der Tiefe 271 der Ätzstrukturen 201 angeordnet ist, vgl. Prozessschritt 3008 nach Beendigung des Dünnens und Polierens.
Dann erfolgt in Prozessschritt 3009 ein weiterer Ätzprozess, typischerweise ein nasschemischer Ätzprozess. Dieser dient dazu, die Verbindungsschicht 710 im Bereich der weiteren Ätzstrukturen 280 zu entfernen.
In Prozessschritt 3010 wird schließlich die reflektierende Schicht 151A aufgebracht, z.B. durch Bedampfen.
Dann erfolgt in Prozessschritt 3011 das Vereinzeln der Spiegel 150, zum Beispiel in dem durch einen geeigneten Ätzprozess die Verbindungschicht 710 aufgelöst wird. Ggf. müssten die Zwischenstrukturen 320 noch entfern oder durchtrennt werden.
Zusammenfassend wurden Techniken beschrieben, um leichte und robuste Spiegel 150 herzustellen.
Die hierein beschriebenen Techniken ermöglichen einen schnellen Herstellungsprozess, da z.B. das Dünnen von Wafern verwendet werden kann. DRIE kann verwendet werden, wobei - aufgrund des Dünnens - die entsprechende Zeit begrenzt ist. Es kann lediglich eine Maske verwendet werden, sodass die Lithographie einfach und schnell durchgeführt wird. SOI-Wafer mit Ätzstopp werden nicht benötigt. DRIE kann von der Rückseite des Wafers aus verwendet werden - anstatt von der Vorderseite, wie bei SOI-Wafern.
Eine Gewichtskontrolle wird ermöglicht.
Das Massenträgheitsmoment des Spiegels kann gezielt durch Variation der Ätzdauer und/oder der Intensität des Dünnens / Polierns eingestellt werden. Schwankungen der Dicke des Wafers können kompensiert werden. Ätzratenschwankungen können kompensiert werden. Der Wafer kann vor und/oder während und/oder nach dem Ätzen gewogen werden.
Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise wurden voranstehend verschiedene Techniken im Zusammenhang mit einem DRIE-Ätzprozess beschrieben. Im Allgemeinen könnten aber auch andere Arten von Ätzprozessen verwendet werden, insbesondere solche, welche eine Ätzrate aufweisen, die abhängt von einer lateralen Strukturgröße und/oder einem lateralen Aspektverhältnis etc..
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7078778 B2 [0003]
US 5501893 A [0004]
DE 102017222404 [0061]
US 5937312 A [0072]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Wu, Banqiu, Ajay Kumar, and Sharma Pamarthy. „High aspect ratio silicon etch: A review.“ Journal of applied physics 108.5 (2010): 051101 [0025]
Karttunen, Jani, Jyrki Kiihamaki, and Sami Franssila. „Loading effects in deep silicon etching.“ Micromachining and microfabrication process technology VI. Vol. 4174. International Society for Optics and Photonics, 2000 [0025]

Claims

Spiegel (150) mit einer reflektierenden Vorderseite (151) und einer Rückseite (152), wobei der Spiegel (150) auf der Rückseite (152) eine repetitive Anordnung von Ätzstrukturen (201) aufweist, wobei die Ätzstrukturen ein laterales Aspektverhältnis (261, 262) im Bereich von 0,3 bis 3 aufweisen, wobei die Ätzstrukturen einen Füllfaktor in Bezug auf eine Fläche der Rückseite (152) aufweisen, der im Bereich von 10% bis 80% liegt, bevorzugt im Bereich von 20% bis 50%.
Spiegel (150) nach Anspruch 1, wobei die repetitive Anordnung eine Gitterstruktur (299) ausbildet.
Spiegel (150) nach Anspruch 2, wobei die Gitterstruktur (299) ein oder mehrere Fehlstellen (259) aufweist.
Spiegel (150) nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine Einheitszellengröße (251, 500) der Gitterstruktur (299) eine Variation als Funktion einer lateralen Position (x,y) auf der Rückseite (152) aufweist.
Spiegel (150) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei zumindest eines von einer laterale Strukturgröße (261, 262, 500) der Ätzstrukturen (201) und dem lateralen Aspektverhältnis (261, 262, 500) der Ätzstrukturen (201) eine Variation (269) als Funktion einer lateralen Position (x, y) auf der Rückseite (152) aufweist.
Spiegel (150) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Variation graduell ausgehend von einem Mittelpunkt der Rückseite (152) ausgebildet ist, und/oder wobei die Variation stufenförmig ausgebildet ist.
Spiegel (150) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Variation (269) nicht kleiner als 20% ist bezogen auf einen entsprechenden Mittelwert.
Spiegel (150) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Spiegel (150) aus einem Halbleitermaterial gefertigt ist, wobei das Halbleitermaterial keine Ätzstoppschicht aufweist.
Spiegel (150) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Tiefe (271) der Ätzstrukturen eine Variation von nicht größer als 20% aufweist.
Spiegel (150) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis zwischen einer Tiefe (271) der Ätzstrukturen (201) und einer Dicke (272) des Spiegels (150) im Bereich 0,5 bis 0,98 liegt.
Spiegel (150) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Ätzstrukturen (201) zumindest eines von eckigen Löchern und kreisförmigen Löchern umfassen.
Spiegel (150) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Fläche der Vorderseite (151) und/oder der Rückseite (152) des Spiegels (150) im Bereich von 100 Quadratmillimeter bis 250 Quadratmillimeter liegt.
Wafer (300) aus einem Halbleitermaterial, der mehrere Spiegel (150) nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist.
Wafer nach Anspruch 13, wobei zumindest eines von einer lateralen Strukturgröße (261, 262, 500) der Ätzstrukturen (201) und dem lateralen Aspektverhältnis (261, 262, 500) der Ätzstrukturen (201) eine Variation als Funktion des jeweiligen Spiegels (150) der Vielzahl von Spiegeln (150) und/oder der lateralen Position (x', y') auf dem Wafer (300) aufweist.
Wafer (300) nach Anspruch 13 oder 14, der weiterhin umfasst: - weitere Ätzstrukturen (280), welche einen jeweiligen Umfang (158) der Spiegel (150) definieren, wobei die Ätzstrukturen eine erste Tiefe aufweisen, wobei die weiteren Ätzstrukturen eine zweite Tiefe aufweisen, wobei die zweite Tiefe größer ist, als die erste Tiefe.
System (90), das umfasst: - einen Spiegel (150) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, - mindestens ein Federelement (901), das sich vom Spiegel (150) wegerstreckt und das eingerichtet ist, sich zur Bewegung des Spiegels (150) elastisch zu verformen, und - mindestens einen Aktuator (901), der eingerichtet ist, um die Bewegung des Spiegels (150) anzuregen.
System (90) nach Anspruch 16, wobei die repetitive Anordnung eine Gitterstruktur (299) ausbildet, wobei eine Einheitszellengröße (251) der Gitterstruktur (299) eine Variation (269) als Funktion einer lateralen Position auf der Rückseite (152) aufweist, sodass eine Torsions-Eigenmode eines Masse-Federsystems aus dem Spiegel (150) und dem mindestens einen Federelement (901) eine erste Frequenz aufweist und eine Biege-Eigenmode des Masse-Federsystems eine zweite Frequenz aufweist, wobei ein Frequenzabstand (i) zwischen der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz und (ii) zwischen einem Vielfachen der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz und (iii) zwischen der ersten Frequenz und einem Vielfachen der zweiten Frequenz nicht kleiner als 30 Hz ist.
Verfahren zum Ausbilden mehrerer Spiegel (150) auf einem Wafer (300) aus Halbleitermaterial, wobei das Verfahren umfasst: - Anwenden (1001) eines reaktiven lonenätzprozesses auf einer Seite (392) eines Wafers (300) zum Erhalten einer repetitiven Anordnung von Ätzstrukturen (201) auf Rückseiten (152) der Spiegel (150), wobei die Ätzstrukturen (201) ein laterales Aspektverhältnis (261, 262) im Bereich von 0,3 bis 3 aufweisen, wobei die Ätzstrukturen (201) einen Füllfaktor in Bezug auf eine Fläche der Rückseite (152) aufweisen, der im Bereich von 10% bis 80% liegt, bevorzugt im Bereich von 20% bis 50%.
Verfahren nach Anspruch 18, das weiterhin umfasst: - Dünnen und/oder Polieren (1002) einer weiteren Seite (391) des Wafers (300) zum Erhalten von Vorderseiten (151) der Spiegel (150).
Verfahren nach Anspruch 19, das weiterhin umfasst: - während des Dünnens und/oder Polierens (1002): Messen und/oder Schätzen eines Gewichts der Spiegel (150), und - Anpassen eine Intensität des Dünnens und/oder Polierens basierend auf dem Messen und/oder Schätzen des Gewichts.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Gewicht der Spiegel (150) basierend auf einer berechneten Tiefe der Ätzstrukturen geschätzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei das Dünnen und/oder Polieren (1002) nach dem Anwenden des reaktiven lonenätzprozesses durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei der reaktive lonenätzprozess auch zum Erhalten von weiteren Ätzstrukturen (280) auf der Seite (392) des Wafers (300) verwendet wird, wobei die weiteren Ätzstrukturen (280) einen jeweiligen Umfang (158) der Spiegel (150) definieren.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei eine laterale Strukturgröße und/oder ein laterales Aspektverhältnis der weiteren Ätzstrukturen (280) verschieden ist von einer lateralen Strukturgröße und/oder dem lateralen Aspektverhältnis der Ätzstrukturen (201).
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die laterale Strukturgröße und/oder das laterale Aspektverhältnis der weiteren Ätzstrukturen (280) derart gegenüber der lateralen Strukturgröße und/oder dem lateralen Aspektverhältnis der Ätzstrukturen (201) angepasst ist, dass eine Ätzrate des reaktiven lonenätzprozesses größer ist für die weiteren Ätzstrukturen (270) als für die Ätzstrukturen (201).
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei der reaktive lonenätzprozess die Ätzstrukturen (201) mit einer ersten Tiefe (271) definiert, wobei der reaktive lonenätzprozess die weiteren Ätzstrukturen (260) mit einer zweiten Tiefe (281) definiert, wobei die zweite Tiefe (281) größer ist, also die erste Tiefe (271).
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, sowie nach Anspruch 26, wobei das Dünnen und/oder Polieren bis zu einer Tiefenposition (399) im Wafer (300) durchgeführt wird, die zwischen der ersten Tiefe (271) und der zweiten Tiefe (282) liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei das Verfahren verwendet wird, um den Wafer nach einem der Ansprüche 13 bis 15 zu erhalten.