DE19935513C1

DE19935513C1 - Mirror element manufacturing device e.g. for mirror element for reflection of X-rays, uses mould with positive and negative mould halves for formation of curved semiconductor substrate

Info

Publication number: DE19935513C1
Application number: DE1999135513
Authority: DE
Inventors: Hannes Domann
Original assignee: GKSS Forshungszentrum Geesthacht GmbH
Current assignee: GKSS Forshungszentrum Geesthacht GmbH
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2001-07-26
Anticipated expiration: 2019-07-29

Abstract

The mirror element manufacturing device has a mould (14) with positive and negative mould halves (140,141) used for providing a semiconductor substrate (12) which is curved in at least 2 dimensions. One of the mould halves has an opening, for insertion of a stable shape carrier body (13) for the semiconductor substrate between the mould halves.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von aus wenigstens einem mit einer Multilayerschicht beschichteten oder zu beschichtenden, gegebenenfalls wenigstens 2-dimensional gekrümmten, Halbleitersubstrat und einem damit zu verbindenden formstabilen Tragekörper bestehendes Spiegelelement, insbesondere zur Spiegelung von Röntgenstrahlen.The invention relates to a device for production from at least one with a multilayer layer coated or to be coated, if appropriate at least 2-dimensionally curved, semiconductor substrate and a rigid support body to be connected to it existing mirror element, especially for mirroring of x-rays.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Halbleitersubstrats und einem damit zu verbindenden formstabilen Tragekörper bestehendes Spiegelelement ist bekannt (US-PS 5 757 883). Hier wird ein Körper für ein röntgenoptisches Element aus einem "Memory"-Werkzeug hergestellt, wobei der "Memory"-Werkstoff zunächst eine vorgegebene Übergangstemperatur aufweist. In mehreren Schritten wird die gewünschte Form des Körpers bei Temperaturen oberhalb, unterhalb und wieder oberhalb der Übergangstemperatur behandelt, um diesen auf die end gültige Form zu bringen.A method and an apparatus for producing a Semiconductor substrate and a to be connected dimensionally stable support body is an existing mirror element known (U.S. Patent No. 5,757,883). Here is a body for one X-ray optical element from a "memory" tool produced, the "memory" material first a has a predetermined transition temperature. In several Steps will help shape the body you want Temperatures above, below and again above Transition temperature treated to the end to bring valid form.

Im Bereich der Röntgen- bzw. Röntgenfluoreszenzanalytik aber auch im Bereich der Analytik mit Elektronen werden bekannterweise zur Ablenkung, zur Monochromatisierung, zur Filterung aber auch zur Kollimation der verwendeten Strahlen sogenannte Multilayerspiegel eingesetzt, die aus einer Mehrzahl von Schichten unterschiedlicher Elemente bzw. Verbindungen bestehen und die die Eigen schaft haben, die darauf gerichteten Strahlen auf vorbeschriebene Weise zu beeinflussen. Multilayerspiegel sind in bezug auf ihren Aufbau und ihre Funktion be kannt, so daß ein weiteres Eingehen darauf hier nicht erforderlich ist. Die gattungsgemäßen Spiegelelemente, in der Fachwelt auch etwas unscharf Spiegelsubstrate genannt, müssen die auf einem Halbleitersubstrat aufge brachte Multilayerschicht mit hoher Präzision formstabil aufnehmen können, damit die Multilayerschicht ihre bestimmungsgemäße Funktion präzise erfüllen kann. Multilayerschichten können plan- aber auch wenigstens 2-dimensional gekrümmt sein, um beispielsweise auch fokussierende Eigenschaften neben ihren Spiegeleigen schaften zu erreichen.In the field of X-ray or X-ray fluorescence analysis but also in the field of analytics with electrons known for distraction, for monochromatization, for filtering but also for collimation of the used Beams called so-called multilayer mirrors, which from a plurality of layers different There are elements or connections and the own have the rays directed at it to influence the manner described above. Multilayer mirror are related to their structure and function knows, so there is no further discussion here is required. The generic mirror elements, in the professional world also somewhat out of focus mirror substrates called, must be on a semiconductor substrate brought multilayer coating with great precision and shape stability can absorb so that the multilayer layer their can perform its intended function precisely. Multilayer layers can at least be flat Be 2-dimensionally curved, for example, too focusing properties in addition to their own mirror to achieve.

Ein besonderes Problem bei der Herstellung der Spiegel elemente besteht darin, daß das entweder planzuhaltende oder entsprechend der gewünschten Vorgabe gekrümmte Halbleitersubstrat in dem jeweils gewünschten Zustand im Zuge der Herstellung des Spiegelelementes gehalten wird, so daß es mit einem formstabilen Tragekörper derart ver bunden werden kann, daß es danach seine durch die Formgebung gewünschte Form uneingeschränkt weiterbehält.A particular problem in the manufacture of the mirrors elements is that the either to be kept on schedule or curved according to the desired specification Semiconductor substrate in the desired state in each case Held during the manufacture of the mirror element, so that it ver with a dimensionally stable support body can be bound that it will then be through the Shaping the desired shape without restrictions.

Es hat in der Fachwelt die verschiedensten Versuche gegeben, Spiegelelemente für die eingangs genannten Zwecke entweder durch optische Feinstbearbeitung der Oberfläche eines geeigneten Werkstoffs, beispielsweise aus Silizium, Quarzglas oder Zerodur mit oder ohne nachfolgendem Ionenstrahlätzen, aus monolithischem Sub strat herzustellen oder durch Biegen eines dünnen Plansubstrats in das gewünschte Profil und die Fixierung durch Aufkleben eines stabilen Tragekörpers, in der Fachwelt auch etwas unscharf Spiegelrücken genannt, herzustellen. Diese bekannte Klebetechnik wird bei spielsweise bei sogenannten "Klebesubstraten" angewendet, bei der ein konfektioniertes Plättchen aus bei spielsweise einem Silizium-Wafer, das durch Ritzen oder Sägen gewonnen wird, auf eine geeignete größere Glas platte "aufgesprengt" wird und diese Glasplatte dann nachfolgend in einer Biegeapparatur in das gewünschte Profil gebracht wird. Der aufgesprengte Silizium-Wafer folgt dabei der Krümmung der Glasplatte. Ein metal lisches, planes Spiegelelement (Spiegelrücken) wird mit dem Wafer-Rücken verklebt. Nach dem Aushärten des Klebers füllt dieser den Spalt zwischen dem Spiegelele ment und dem Silizium-Wafer voll aus und hält den Wafer in der Position, den er auf der Glasplatte eingenommen hatte, auch wenn er von dieser nach der Entnahme aus der Biegevorrichtung getrennt wird.It has a wide variety of attempts in the professional world given, mirror elements for the above Purposes either through optical finishing of the Surface of a suitable material, for example made of silicon, quartz glass or Zerodur with or without subsequent ion beam etching, from monolithic sub manufacture strat or by bending a thin Plan substrates in the desired profile and fixation by sticking a stable support body in the Specialists also called the somewhat blurred mirror back, to manufacture. This known adhesive technology is used in used for example with so-called "adhesive substrates", in which a made-up tile from for example a silicon wafer that is scratched or Sawing is obtained on a suitable larger glass plate is "blown open" and then this glass plate subsequently into the desired one in a bending apparatus Profile is brought. The cracked silicon wafer follows the curvature of the glass plate. A metal lical, flat mirror element (mirror back) is included glued to the wafer back. After curing the Glue fills the gap between the Spiegelele ment and the silicon wafer fully and holds the wafer in the position he assumed on the glass plate had, even if it was removed from the Bending device is separated.

Die derart gewonnenen Spiegelelemente zeigten große Abweichungen längs der Spiegelachse bei beispielsweise einer vorgegebenen Parabelform, die das Halbleitersub strat aufweisen sollte, auf dem die Multilayerschicht aufgebracht war oder auf die die Multilayerschicht noch aufzubringen war. Als typischer Bereich von Tangenten fehlern längs der Spiegelachse ergaben sich bei 15 ausgemessenen Spiegeln ein RMS-Wert zwischen 20 und 80 Winkelsekunden. Ein kleiner Wert von 20 Winkelsekunden wurde dabei nur einmal erreicht und konnte nicht repro duziert werden.The mirror elements obtained in this way showed large ones Deviations along the mirror axis for example a predetermined parabolic shape that the semiconductor sub should have strat on which the multilayer layer was applied or to which the multilayer layer still was to be brought up. As a typical range of tangents errors along the mirror axis resulted in 15 measured mirrors an RMS value between 20 and 80 Arc seconds. A small value of 20 arc seconds was only reached once and could not be reproduced be reduced.

Ein weiterer Nachteil beispielsweise der obigen monoli thischen Substrate, die nur durch sehr aufwendige optische Feinstbearbeitung hergestellt werden können, ist, daß diese, bedingt durch den sehr aufwendigen Herstellungsprozeß, sehr hohe Kosten zur Folge haben, wobei die beispielhaft bezüglich ihrer Herstellung erwähnten, durch die Klebetechnik hergestellten Spie gelelemente durch Biegen einer Glasscheibe mit "aufgesprengtem" Silizium-Wafer gewonnen werden, stark schwan kende Nutzprofile zeigen. Die Ermittlung der Planität der verwendeten Glasscheiben brachte den Hinweis auf Restwelligkeiten der feuerpolierten Oberflächen im Bereich von 1 bis 5 µ und Dickenschwankungen im gleichen Bereich. Da sich diese Abweichungen kumulativ auf das Nutzprofil des Wafers auswirken können, kann nach diesem bekannten Verfahren nur gearbeitet werden, wenn Glas scheiben hoher Präzision, d. h. optisch bearbeitete Scheiben, eingesetzt werden. Solche Scheiben sind extrem teuer. Beim Aufsprengen des Wafers auf solche Scheiben und beim Abnehmen des geklebten Spiegelelementes besteht ferner die Gefahr des Verkratzens der Glasplatte, was häufiges Auswechseln der Platte erforderlich macht.Another disadvantage, for example, the above monoli thical substrates, which are only possible through very complex optical fine machining can be produced, is that this, due to the very complex Manufacturing process, result in very high costs, which are exemplary with regard to their manufacture mentioned, manufactured by the adhesive technology Spie gel elements by bending a sheet of glass with "blown open" Silicon wafers are obtained, strong swan show useful profiles. The determination of the flatness of the glass panes brought up the clue Residual ripples on the fire polished surfaces in the Range from 1 to 5 µ and thickness fluctuations in the same Area. Since these deviations accumulate on the Usage profile of the wafer can affect this known methods can only be worked when glass high precision discs, d. H. optically edited Washers. Such discs are extreme expensive. When the wafer is opened on such disks and when removing the glued mirror element furthermore the risk of scratching the glass plate what frequent replacement of the plate required.

Schließlich stellt der Vorgang des korrekten "Aufspren gens" des Silizium-Wafers auf eine Glasplatte an die ausführende Person ein hohes Maß an Geschicklichkeit und setzt eine große Erfahrung voraus, wobei dennoch häufige Fehlversuche an der Tagesordnung sind. Schließlich sind die Haltekräfte zwischen dem Silizium-Wafer und der Glasplatte begrenzt, so daß sich starke Krümmungen eines Spiegels nur schwer realisieren lassen.Finally, the process of correct "popping open gens "of the silicon wafer on a glass plate to the high level of skill and skill requires a great deal of experience, although frequent Failed attempts are common. Finally are the holding forces between the silicon wafer and the Glass plate limited so that there are strong curvatures Difficult to make mirror.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Herstellung von Spiegelelementen mit planen oder beliebig gekrümmten Flächen eines Halbleitersubstrats möglich ist, auf die eine Multilayerschicht aufgebracht werden kann oder auf der schon bei der Herstellung eine Multilayerschicht aufgebracht ist, wobei die Vorrichtung eine hochpräzise, fortwährend reproduzierbare Herstel lung von Spiegelelementen mit geringsten Abweichungen von der vorgegebenen Form ermöglichen soll, und wobei die Vorrichtung an sich einfach und kostengünstig hergestellt und bereitgestellt werden kann und somit auch die damit herzustellenden Produkte leicht und kostengünstig her- und bereitstellbar sein sollen.It is therefore an object of the present invention to To create device of the type mentioned with who plan the production of mirror elements or arbitrarily curved surfaces of a semiconductor substrate is possible, on which a multilayer layer is applied can be or on the one already during production Multilayer layer is applied, the device a highly precise, continuously reproducible production development of mirror elements with minimal deviations of the given shape, and where the device itself simple and inexpensive can be produced and provided and thus also the products to be manufactured easily and should be inexpensive to manufacture and provide.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine aus zwei Formhälften bestehende Form gelöst, wobei die eine Formhälfte als Negativform und die andere Formhälfte als entsprechende Positivform entsprechend der gewünschten Formgebung des Halbleitersubstrats ausgebildet sind und wobei eine Formhälfte eine Öffnung für das Aufbringen des Tragekörpers des zwischen beiden Formhälften posi tionierbaren Halbleitersubstrats aufweist.The object is achieved by one of two Mold halves existing form solved, the one Half of the mold as a negative mold and the other half of the mold as corresponding positive form according to the desired Shaping the semiconductor substrate are formed and one mold half having an opening for application of the support body of the posi between the two mold halves tionable semiconductor substrate.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht im wesentlichen darin, daß während des Aufbringungsvorgan ges, d. h. während der Klebung des Tragekörpers auf das zwischen den beiden Formhälften eingespannte Halblei tersubstrat keine Änderung der Form insgesamt auch im µ-Meterbereich möglich ist, d. h. der Tragekörper kann bis zur endgültigen Aushärtung des Klebemittels zwischen Halbleitersubstrat und Tragekörper in dieser Position belassen werden, da nach der endgültigen Aushärtung des Klebe- bzw. Verbindungsmittels die mit der Öffnung versehene eine Formhälfte über den Tragekörper herüber gezogen und entfernt werden kann, ohne daß irgendwelche Schneide-, Biege- oder sonstige mechanischen Maßnahmen getroffen werden müssen. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Vorgang des Biegens des Halbleitersubstrates in seine gewünschte Form durch definiertes Anpressen der gegebenenfalls feingeläppten Halbleiteroberfläche direkt gegen die speziell ausgebildete Oberfläche der Positiv form realisiert wird. Dabei wird die erforderliche Anpreßkraft durch das aufgrund der Öffnung in der einen Formhälfte gebildete Rahmenfeld der Negativform auf den Rücken des Halbleitersubstrates übertragen.The advantage of the solution according to the invention is essential in that during the application process total, d. H. during the gluing of the body to the Half lead clamped between the two mold halves no change in overall shape even in the µ-meter range is possible, d. H. the support body can until the adhesive has fully hardened between Semiconductor substrate and supporting body in this position are left because after the final curing of the Adhesive or lanyard with the opening provided a mold half over the support body can be pulled and removed without any Cutting, bending or other mechanical measures must be taken. Another advantage is that the process of bending the semiconductor substrate in its desired shape by pressing the if necessary, finely lapped semiconductor surface directly against the specially trained surface of the positive form is realized. The required Contact pressure due to the opening in one Formed half of the frame of the negative form on the Transfer back of the semiconductor substrate.

Das erfindungsgemäße Prinzip aus zwei Formhälften mit einer Öffnung wenigstens entsprechend der Dimension des Tragekörpers ist verhältnismäßig einfach zu realisieren, so daß die Vorrichtung als solche an sich kostengünstig herstellbar ist.The principle of two mold halves according to the invention an opening at least according to the dimension of the Carrying body is relatively easy to implement, so that the device as such is inexpensive can be produced.

Prinzipiell ist es möglich, die Formhälften beim Form gebungsprozeß des Halbleitersubstrats und beim Vorgang des Klebens des formstabilen Tragekörpers auf das Halbleitersubstrat auf beliebige Weise verbunden zu halten. Vorteilhaft ist es jedoch, die Formhälften über lösbare Verbindungsmittel miteinander zu verbinden, die beispielsweise Teil der Formhälften bzw. der Form insgesamt sein können. So ist es beispielsweise möglich, dafür von außen aufbringbare Klemmen und dergleichen vorzusehen, die nach Abschluß des Formgebungs- und Klebevorganges wieder gelöst werden können, so daß die Formhälften getrennt und das nahezu fertige Spiegelele ment daraus entnommen werden kann.In principle, it is possible to mold the mold halves process of giving the semiconductor substrate and the process of sticking the dimensionally stable support body to the Semiconductor substrate connected in any way hold. However, it is advantageous to over the mold halves to connect releasable connecting means to one another for example part of the mold halves or the mold can be total. For example, it is possible but clamps and the like that can be attached from the outside to be provided after the shaping and Gluing process can be solved again, so that the Mold halves separated and the almost finished Spiegelele ment can be taken from it.

Um eine bestimmte, in Abhängigkeit des verwendeten Halbleitersubstrats und gegebenenfalls in Abhängigkeit der vorgesehenen Formgebung bzw. Krümmung des Halblei tersubstrats optimale Kraft auf die Formhälften auszu üben, ist es vorteilhaft, die Verbindungskraft, mit der die Formhälften aufeinanderpreßbar sind, einstellbar auszubilden. Dieses kann beispielsweise mittels geeignet positionierbarer Kraftmeßeinrichtungen geschehen, die beim Aufeinander- bzw. Aneinanderpressen der beiden Formhälften unter Einschluß des Halbleitersubstrats den dabei aufgebrachten Preßdruck ermitteln und anzeigen, so daß eine individuelle Einstellung des Preßdrucks mit hoher Genauigkeit möglich ist. Darüber hinaus ist es möglich, bei einer einfacheren vorteilhaften Ausgestal tung der Vorrichtung anstelle von gesonderten Kraftmeß einrichtungen die Verbindungskraft über zwischen beiden Formhälften angeordnete Tellerfedern einstellbar auszu bilden. Dabei bestimmt die jeweilige Menge der verwen deten Tellerfedern die aufzubringende bzw. aufgebrachte Kraft während der Aufeinanderpressung der beiden Form hälften.To a specific one, depending on the used Semiconductor substrate and optionally depending the intended shape or curvature of the half lead exert optimal force on the mold halves practice, it is advantageous to use the connecting force with which the mold halves are pressed together, adjustable to train. This can be suitable, for example positionable force measuring devices happen when pressing the two together Mold halves including the semiconductor substrate determine and display the applied pressure, see above that an individual setting of the pressure with high accuracy is possible. Beyond that it is possible with a simpler advantageous configuration device of the device instead of separate force measurement establish the connection force across between the two Disc springs arranged in the mold halves are adjustable form. The respective amount of uses determines the disc springs to be applied or applied Force while pressing the two molds together halves.

Um die beiden Formhälften präzise zueinander aufeinan derpreßbar auszugestalten, ist es vorteilhaft, die Formhälften über eine Mehrzahl stiftartig ausgebildeter Verbindungselemente zu verbinden, die gewissermaßen auch als Führung der einen Formhälfte gegenüber der anderen Formhälfte dienen, so daß auf hochpräzise Weise die Formen fortwährend reproduzierbar aufeinandergepreßt werden können.Around the two mold halves precisely derpreßbar, it is advantageous to Mold halves over a plurality of pin-shaped To connect fasteners, so to speak, too as a guide of one mold half over the other Half of the mold are used so that the Forms pressed together continuously and reproducibly can be.

Um auch die Rückseite des Halbleitersubstrats, auf der der Tragekörper klebend aufgebracht werden soll, vor Beschädigungen zu bewahren und einen gleichmäßigen Anpreßdruck zu gewährleisten, ist vorteilhafterweise die Formhälfte, in der die Öffnung ausgebildet ist, bei ihrer im zusammenwirkenden Zustand zur anderen Form hälfte gerichteten Seite mit einem Zwischenteil aus elastomerem Werkstoff versehen, beispielsweise in Form von Weichgummi oder weichelastischem Kunststoff.To also the back of the semiconductor substrate on which the support body is to be applied by adhesive Preserve damage and keep it even Ensuring contact pressure is advantageously the Mold half in which the opening is formed at their interacting state to another form half aligned side with an intermediate part provided elastomeric material, for example in the form of soft rubber or flexible plastic.

Um zu verhindern, daß das Klebe- bzw. Verbindungsmittel, mit dem der Tragekörper auf dem Halbleitersubstrat befestigt werden soll, wenn dieses zwischen den beiden Formhälften auf vorbestimmte Weise eingespannt ist, in den Bereich der Formhälften und des Halbleitersubstrats hineinläuft bzw. fließt und diese verklebt, ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrich tung die Formhälfte, in der die Öffnung ausgebildet ist, an ihrer im zusammenwirkenden Zustand zur anderen Formhälfte gerichteten Seite mit einer um die Öffnung herumlaufenden Fase versehen, die zudem in Abhängigkeit des zu verwendenden Verbindungs- bzw. Klebemittels auch unterschiedlich groß ausgestaltet sein kann.To prevent the adhesive or connecting means, with which the support body on the semiconductor substrate to be attached if this is between the two Mold halves is clamped in a predetermined manner the area of the mold halves and the semiconductor substrate runs in or flows and glues them, is at a further advantageous embodiment of the Vorrich device the mold half in which the opening is formed, in their interacting state with each other Half of the mold directed with one around the opening bevelling around, which also depending of the connection or adhesive to be used can be of different sizes.

Um den Verformungsgrad bzw. die Präzision der Verformung des Halbleitersubstrats bei zwischen den beiden Form hälften der Form eingespannten Zustand überprüfen zu können, weist vorteilhafterweise die Formhälfte, in der die Öffnung ausgebildet ist, wenigstens eine Meßöffnung auf, über die Kontrollmessungen möglich sind.The degree of deformation or the precision of the deformation of the semiconductor substrate at between the two forms check the shape of the clamped condition can, advantageously has the mold half in which the opening is formed, at least one measuring opening on which control measurements are possible.

Die Form bzw. die Formhälften können grundsätzlich aus beliebigem geeigneten Werkstoff bestehen, beispielsweise vorteilhafterweise aus metallischem Werkstoff, da dieser sich mit hoher Präzision unter Beibehaltung hoher Formstabilität mechanisch und auch mittels der ver schiedenen Elektroerosionsverfahren bearbeiten läßt. Vorzugsweise ist der metallische Werkstoff Stahl, beispielsweise verzugsarmer Werkzeugstahl.The shape or the mold halves can basically be made of any suitable material, for example advantageously made of metallic material, since this yourself with high precision while maintaining high Dimensional stability mechanically and also by means of ver can process different EDM processes. The metallic material is preferably steel, for example low warpage tool steel.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nach folgenden schematischen Zeichnungen anhand eines Aus führungsbeispieles im einzelnen beschrieben. Darin zeigen:The invention will now be described with reference to the following schematic drawings using an off management example described in detail. In this demonstrate:

Fig. 1 in der Seitenansicht im Schnitt längs der Linie A-B von Fig. 2 eine Form gemäß der Erfindung mit zwischen zwei Formhälften eingeschlossenem Halbleitersubstrat und einem mit diesem zu verbindenden formstabilen Tragekörper, Fig. 1 in a side view in section of the line AB along 2 of Fig., A mold according to the invention with entrapped between two mold halves and a semiconductor substrate with this dimensionally stable to be connected to supporting body,

Fig. 2 eine Darstellung gemäß Fig. 1 in der Drauf sicht, Fig. 2 is an illustration of FIG. 1 in top view,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein mit der Vorrichtung hergestelltes Spiegelelement mit einem ty pischen Aufbau nach Entnahme aus der Vorrich tung und entsprechender äußeren Bearbeitung und Fig. 3 shows a section through a mirror element produced with the device with a typical structure after removal from the Vorrich device and corresponding external processing and

Fig. 4 ein gemessenes Diagramm zur Darstellung der Winkelfehler von Spiegelelementen nach der im Stand der Technik bekannten "Aufsprengmethode" und nach der mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführbaren Methode. Fig. 4 is a measured graph showing the angle errors of mirror elements according to the known in the art "Aufsprengmethode" and after the feasible by means of the device according to the invention method.

Zunächst wird Bezug genommen auf die Darstellung gemäß Fig. 3. Fig. 3 zeigt im Längsschnitt ein mit der Vor richtung 10 hergestelltes bzw. herstellbares Spiegel element (Spiegelsubstrat) 23. Das Spiegelelement 23 wird aus einem formstabilen Tragekörper 13 gebildet, der beispielsweise aus Titan oder einem anderen geeigneten Werkstoff besteht. Das Halbleitersubstrat 12, bei der Darstellung gemäß Fig. 3 gebogen, bildet das Substrat für eine darauf aufzubringende bzw. aufgebrachte Multi layerschicht 11. Es sei darauf hingewiesen, daß mit der Vorrichtung 10 sowohl Halbleitersubstrate 12 mit dem Tragekörper 13 verbunden werden können, die schon mit einer Multilayerschicht 11 beschichtet sind und auch solche, bei denen die Multilayerschicht 11 erst nach Herstellung des Spiegelelementes 23 aufgebracht wird.First, reference is made to the illustration according to FIG. 3. FIG. 3 shows in longitudinal section a mirror element (mirror substrate) 23 which is produced or can be produced with the device 10 . The mirror element 23 is formed from a dimensionally stable support body 13 , which consists for example of titanium or another suitable material. The semiconductor substrate 12 , bent in the illustration according to FIG. 3, forms the substrate for a multilayer layer 11 to be applied or applied thereon. It should be noted that the device 10 can be used to connect both the semiconductor substrates 12 to the support body 13 , which are already coated with a multilayer layer 11 , and also those in which the multilayer layer 11 is only applied after the mirror element 23 has been produced.

Die Aufbringung der Multilayerschicht 11 erfolgt mittels bekannter PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition) und/oder bekannter CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposi tion) und deren Abwandlungen. Die Art der Aufbringung der Multilayerschicht 11 auf dem Halbleitersubstrat 12, das beispielsweise durch einen Silizium-Wafer gebildet sein kann, ist in der Fachwelt allgemein bekannt und wird hier nicht weiter erläutert.The multilayer layer 11 is applied by means of known PVD processes (Physical Vapor Deposition) and / or known CVD processes (Chemical Vapor Deposition) and their modifications. The type of application of the multilayer layer 11 on the semiconductor substrate 12 , which can be formed, for example, by a silicon wafer, is generally known in the art and will not be explained further here.

Zwischen dem Halbleitersubstrat 12 und dem Tragekörper 13 ist eine Klebe- bzw. Verbindungsmittelschicht 22 vorgesehen, die eine hinreichend feste und formstabile Verbindung zwischen dem Halbleitersubstrat 12 und dem Tragekörper 13 gewährleistet. Nach der Entnahme des Spiegelelementes 23 aus der Biegeform kann, soweit auf dem verwendeten Halbleitersubstrat 12 schon eine Multi layerschicht 11 aufgebracht ist, die Multilayerschicht 11 mit einer Schutzfolie oder einem Schutzlack versehen sein, die bzw. der nach der endgültigen Fertigstellung des Spiegelelementes 23 entfernt werden kann.Between the semiconductor substrate 12 and the support body 13 , an adhesive or connecting agent layer 22 is provided, which ensures a sufficiently firm and dimensionally stable connection between the semiconductor substrate 12 and the support body 13 . After removal of the mirror element 23 from the bending mold, if a multi-layer layer 11 has already been applied to the semiconductor substrate 12 used, the multi-layer layer 11 can be provided with a protective film or protective lacquer which is removed after the final completion of the mirror element 23 can.

Es wird dann zunächst Bezug genommen auf die Fig. 1 und 2, die die Vorrichtung 10 zur Herstellung des Spiegel elementes 23 darstellen. Die Vorrichtung 10 umfaßt im wesentlichen eine Form 14, die aus zwei Formhälften 140, 141 besteht. Die Formhälften 140, 141 sind als Negativ form bzw. Positivform entsprechend der gewünschten Formgebung des Halbleitersubstrats 12 ausgebildet bzw. geformt, d. h. bei planem Spiegelelement 23 mit planer Multilayerschicht sind die einander gegenüberliegenden Innenseiten 142, 143 der beiden Formhälften 140, 141 plan ausgebildet, bei entsprechender Krümmung des Spiegelelementes 23, wenn dieses beispielsweise fokus sierende Eigenschaften aufweisen soll, sind diese Innenseiten 142, 143 wenigstens 2-dimensional gekrümmt. Die Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt, allerdings nur beispielhaft, ein plan ausgebildetes Spiegelelement 23.Reference is first made to FIGS. 1 and 2, which represent the device 10 for producing the mirror element 23 . The device 10 essentially comprises a mold 14 which consists of two mold halves 140 , 141 . The mold halves 140 , 141 are designed or shaped as a negative shape or positive shape corresponding to the desired shape of the semiconductor substrate 12 , ie in the case of a flat mirror element 23 with a flat multilayer layer, the mutually opposite inner sides 142 , 143 of the two mold halves 140 , 141 are formed flat, at Corresponding curvature of the mirror element 23 , if it is to have, for example, focusing properties, these inner sides 142 , 143 are at least two-dimensionally curved. The illustration in FIG. 1, though only by way of example, a plane mirror element 23 trained.

Die beiden Formhälften 140, 141 sind über lösbare Verbindungsmittel 16, beispielsweise in Form von Rändelmuttern, miteinander verbindbar, die mit hier bei spielhaft an jeweils vier Außenflächenbereichen der Formhälften 141, 142 angeordneten stiftartig ausgebil deten Verbindungselementen 18 zusammenwirken. Die stiftartig ausgebildeten Verbindungselemente 18, die beide Formhälften 140, 141 verbinden, weisen hier beispielhaft vorgesehene Tellerfedern 17 bzw. Pakete von Tellerfedern 17 auf. Dadurch kann auf einfache Weise ein gewünschter Anpreßdruck zwischen beiden Formhälften 141, 142 eingestellt und auf einfache Weise überprüft werden. Es ist auch möglich, hier im einzelnen nicht gesondert dargestellte Kraftmeßeinrichtungen 24 beispielsweise im Bereich zwischen den Verbindungsmitteln 16 und jeweils einer Formhälfte 140; 141 vorzusehen, so daß auch auf diese Weise die aufeinanderzu wirkende Druckkraft, mit der die beiden Formhälften 140, 141 während des Her stellungsvorganges des Spiegelelementes 23 aufeinander gedrückt werden, gemessen bzw. eingestellt werden kann.The two mold halves 140 , 141 can be connected to one another via releasable connecting means 16 , for example in the form of knurled nuts, which cooperate with pin-like trained connecting elements 18 arranged here in each case on four outer surface regions of the mold halves 141 , 142 . The pin-like connecting elements 18 , which connect the two mold halves 140 , 141 , have here example disc springs 17 or packages of disc springs 17 . As a result, a desired contact pressure between the two mold halves 141 , 142 can be set in a simple manner and checked in a simple manner. It is also possible to use force measuring devices 24 , which are not shown separately here, for example in the area between the connecting means 16 and a respective mold half 140 ; Provide 141 , so that the compressive force to be exerted in this way, with which the two mold halves 140 , 141 are pressed against one another during the setting process of the mirror element 23 , can be measured or adjusted.

Wenigstens die Oberfläche bzw. Innenseite 143 der zweiten Formhälfte 141, in der Zeichnung gemäß Fig. 1 die untere Formhälfte 141, ist z. B. mittels bekannter Erodierverfahren, ob nun plan, gebogen oder sphärisch ausgeformt, hergestellt, womit eine Herstellungsgenau igkeit im Bereich von 10^-3 mm erreicht wird. Vor der Anwendung des Erodierverfahrens werden die Formhälften zunächst mittels geeigneter bekannter spanabhebender mechanischer Bearbeitung in ihre Grundform gebracht. Die Oberfläche der Formhälfte 140, die beispielsweise die Positivform bildet, wird nach ihrer Formgebung durch ein weiteres geeignetes Bearbeitungsverfahren derart präpa riert, daß der Höhenfehler der Form unter 0,5 µm sinkt und die Oberflächentopographie, die nach dem Erodieren aus einer flächigen Aneinanderreihung von Mikrokratern besteht, weitgehend erhalten bleibt. At least the surface or inside 143 of the second mold half 141 , in the drawing according to FIG. 1, the lower mold half 141 is, for. B. by means of known eroding processes, whether flat, curved or spherically shaped, which produces a manufacturing accuracy in the range of 10 ^-3 mm. Before the eroding process is used, the mold halves are first brought into their basic shape by means of suitable known mechanical machining. The surface of the mold half 140 , which forms the positive mold, for example, is prepared after its shaping by a further suitable processing method in such a way that the height error of the mold drops below 0.5 μm and the surface topography, which after eroding results from a planar series of microcraters exists, largely remains.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die hier beispiel haft mit der in der Zeichnung oberen ersten Formhälfte 140 verbundenen bzw. angreifenden Verbindungsmittel 16 ebenfalls natürlich auch entsprechend an der zweiten unteren Formhälfte 141 angebracht sein können, wobei dementsprechend die stiftförmigen Verbindungselemente 18 an der ersten oberen Formhälfte 140 angebracht sein können, d. h. in dort entsprechend ausgebildete Gewinde öffnungen eingreifen können.It should also be pointed out that the connecting means 16 connected or engaging here by way of example with the upper first mold half 140 in the drawing can of course also be appropriately attached to the second lower mold half 141 , accordingly the pin-shaped connecting elements 18 on the first upper one Mold half 140 can be attached, that is, can engage openings correspondingly formed there threaded.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist ersichtlich, daß die erste obere Formhälfte 140 eine Öffnung aufweist, die hier im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist. Eine derartige rechteckige Formgebung der Öffnung 15 ist nicht zwingend erforderlich, d. h. sie kann auch ent sprechend einer anderen Querschnittsform des Tragekör pers 13 ausgebildet sein.With reference to FIG. 2, it can be seen that the first upper mold half 140 has an opening, which here is essentially rectangular. Such a rectangular shape of the opening 15 is not absolutely necessary, that is, it can also be designed accordingly to a different cross-sectional shape of the carrying body 13 .

Die Öffnung 15 ist jedenfalls derart bemessen, daß durch diese, d. h. durch die erste obere Formhälfte 140 hin durch der Tragekörper 13 auf das zwischen den beiden Formhälften 140, 141 eingespannte Halbleitersubstrat 12 aufgelegt werden kann. Die Formhälfte 140, in der die Öffnung 15 ausgebildet ist, ist an ihrer im zusammen wirkenden Zustand zur anderen Formhälfte 141 gerichteten Seite 142 mit einem Zwischenteil 19 aus elastormerem Werkstoff versehen. Die Formhälfte 140; 141, in der die Öffnung 15 ausgebildet ist, kann wenigstens eine Meß öffnung 21 aufweisen, mit der das Halbleitersubstrat 12 vermessen werden kann.The opening 15 is in any case dimensioned such that it can be placed through this, ie through the first upper mold half 140 through the support body 13 onto the semiconductor substrate 12 clamped between the two mold halves 140 , 141 . The mold half 140 , in which the opening 15 is formed, is provided on its side 142 in the cooperating state facing the other mold half 141 with an intermediate part 19 made of a less elastic material. The mold half 140 ; 141 , in which the opening 15 is formed, can have at least one measuring opening 21 with which the semiconductor substrate 12 can be measured.

Die Herstellung eines Spiegelelementes 23 mittels der Vorrichtung 10 geschieht auf folgende Weise. Zunächst wird beispielsweise von einem Silizium-Wafer ein in seinen Größenordnungen in die Vorrichtung 10 passendes Waferstück, das eigentliche Halbleitersubstrat, bei spielsweise durch Ritzen und Brechen, beispielsweise in der Größenordnung von 45 × 80 oder 45 × 100 mm, herge stellt. Danach wird das Halbleitersubstrat 12 gründlich mit einem gasförmigen Medium abgeblasen und anschließend in einer Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Aceton oder Äthanol, gereinigt.A mirror element 23 is produced by means of the device 10 in the following way. First of all, for example, a piece of wafer that fits into the device 10 in its dimensions, the actual semiconductor substrate, for example by scribing and breaking, for example in the order of 45 × 80 or 45 × 100 mm, is produced by a silicon wafer. The semiconductor substrate 12 is then thoroughly blown off with a gaseous medium and then cleaned in a cleaning liquid, for example acetone or ethanol.

Die Vorrichtung 10 ist vorzugsweise in einem Reinraum positioniert, beispielsweise in einer sogenannten "Laminarflowbox".The device 10 is preferably positioned in a clean room, for example in a so-called "laminar flow box".

Das Halbleitersubstrat 12 wird in geeignetem Licht, das beispielsweise mittels einer Spezialwaferlampe oder aus streifendem Weißlicht erzeugt wird, auf Reinheit- und Oberflächenbeschaffenheit untersucht. Falls erforder lich, wird das Halbleitersubstrat 12 noch einmal mit einer Reinigungsflüssigkeit begossen und mechanisch durch ein weiches Tuch abgewischt. Nachfolgend wird die Oberfläche des Halbleitersubstrats 12 mit sauberem, trockenem Stickstoff abgeblasen. Dann wird das Halblei tersubstrat 12 mit einer gegebenenfalls geläppten Seite nach oben - bei Betrachtung der Darstellung von Fig. 1 - in die zunächst getrennte Form 14, d. h. auf die Innen seite 143 der zweiten Formhälfte 141 gelegt. Das Halb leitersubstrat 12 wird derart bemessen, daß es in "X"-Richtung in etwa mit der Fläche der Innenseite 143 der zweiten Formhälfte 141 abschließt, wohingegen es in "Z"-Richtung ca. 2 bis 3 mm übersteht. Das Halbleiter substrat 12 wird ausschließlich an den vorbeschriebenen 2 bis 3 mm großen Überständen gehandhabt, um Verunrei nigungen auf alle Fälle zu vermeiden.The semiconductor substrate 12 is examined for cleanliness and surface properties in suitable light, which is generated, for example, by means of a special wafer lamp or from grazing white light. If required, the semiconductor substrate 12 is again poured with a cleaning liquid and mechanically wiped off with a soft cloth. The surface of the semiconductor substrate 12 is then blown off with clean, dry nitrogen. Then the semiconductor substrate 12 is placed with an optionally lapped side upwards - when considering the representation of FIG. 1 - in the initially separated mold 14 , ie on the inner side 143 of the second mold half 141 . The semi-conductor substrate 12 is dimensioned such that it is approximately in the "X" direction with the surface of the inside 143 of the second mold half 141 , whereas it protrudes about 2 to 3 mm in the "Z" direction. The semiconductor substrate 12 is handled only on the above-described 2 to 3 mm large supernatants in order to avoid impurities in all cases.

Nachfolgend wird die erste obere Formhälfte 140 über die stiftförmigen Verbindungselemente 18 geführt und kommt dann durch die in diesem Zustand noch entlasteten Pakete aus Tellerfedern 17 ca. 2 bis 3 mm über der Oberfläche des Halbleitersubstrats zu liegen. Während das Halblei tersubstrat 12 mit einer Hand an den besagten Überstän den festgehalten wird, wird der Spalt zwischen Halblei tersubstrat 12 und erster oberer Formhälfte 140 nochmals mit Stickstoff beaufschlagt. Nachfolgend wird die obere Formhälfte 140 auf die Oberfläche des Halbleitersub strats 12 gedrückt und die schraubenförmigen Verbin dungsmittel 16 werden angezogen.Subsequently, the first upper mold half 140 is guided over the pin-shaped connecting elements 18 and then comes to lie about 2 to 3 mm above the surface of the semiconductor substrate due to the packages of disc springs 17 which are still relieved in this state. While the semiconductor substrate 12 is held with one hand on the above-mentioned, the gap between the semiconductor substrate 12 and the first upper mold half 140 is again charged with nitrogen. Subsequently, the upper mold half 140 is pressed onto the surface of the semiconductor substrate 12 and the helical connecting means 16 are tightened.

Dabei ist sicherzustellen, daß die Verbindungsmittel 16 gleichmäßig angezogen werden.It must be ensured that the connecting means 16 are tightened evenly.

Nachfolgend wird ein geeignetes Klebe- bzw. Verbin dungsmittel 22 auf den Tragekörper 13 gegeben, wobei dieser vorzugsweise an der vorzusehenden Klebefläche aufgerauht und gesäubert wird.Subsequently, a suitable adhesive or connec tion 22 is given to the support body 13 , which is preferably roughened and cleaned on the adhesive surface to be provided.

Der mit Klebe- bzw. Verbindungsmittel 22 versehende Tragekörper wird dann in die Öffnung 15 eingeführt und mit der freiliegenden Seite bzw. dem freiliegenden Ausschnitt des Halbleitersubstrats 12 in Kontakt ge bracht. Dabei ist derart zu verfahren, daß keine Luft im Klebe- bzw. Verbindungsmittel eingeschlossen wird. Der Tragekörper 13 wird in die gewünschte "X"-Position gebracht und dort durch hier nicht dargestellte Paß stücke fixiert. Nach Erreichen der Endfestigkeit des Klebstoffes kann das "rohe" Spiegelelement 23 aus der Vorrichtung 10 entnommen werden. Nach der Entnahme des "rohen" Spiegelelementes durch entsprechende Trennung der ersten von der zweiten Formhälfte 140, 141 durch entsprechendes Lösen der Verbindungsmittel können die überstehenden Abschnitte des Halbleitersubstrats 12 entfernt werden, beispielsweise durch Ritzen oder Brechen. Anschließend erfolgt die Vermessung des Spie gelelementes 23.The support body provided with adhesive or connecting means 22 is then inserted into the opening 15 and brought into contact with the exposed side or the exposed cutout of the semiconductor substrate 12 . The procedure is to ensure that no air is trapped in the adhesive or connecting means. The support body 13 is brought into the desired "X" position and fixed there by fitting pieces, not shown here. After the adhesive has reached its final strength, the “raw” mirror element 23 can be removed from the device 10 . After the "raw" mirror element has been removed by appropriately separating the first from the second mold half 140 , 141 by appropriately loosening the connecting means, the protruding sections of the semiconductor substrate 12 can be removed, for example by scratching or breaking. Then the measurement of the mirror element 23 takes place.

Liegt ein brauchbares Spiegelelement 23 vor, so erfolgt die mechanische Endbearbeitung. Diese kann durch Besäu men mit einem Abrasivwasserstrahl erfolgen und an schließender Facettierung mittels geeigneter Diamant werkzeuge. Während des Herstellungsvorganges des Spie gelelementes 23 mit der Vorrichtung 10 kann das Halb leitersubstrat 12 an seiner mit der Multilayerschicht 11 versehenen Seite, d. h. an der, an der sich eigentlich die Multilayerschicht 11 befindet, oder, falls eine Multilayerschicht 11 noch nicht aufgebracht worden war, auf der die Multilayerschicht 11 aufgebracht werden soll, mit einer Folie und/oder einem Schutzlack versehen sein, die bzw. der nach endgültiger Fertigstellung des Spiegelelementes 23 entfernt wird. If a usable mirror element 23 is present, the mechanical finishing is carried out. This can be done by trimming with an abrasive water jet and then faceted using suitable diamond tools. During the manufacturing process of the mirror element 23 with the device 10 , the semiconductor substrate 12 can be provided on its side provided with the multilayer layer 11 , ie on the side on which the multilayer layer 11 is actually located, or, if a multilayer layer 11 has not yet been applied, on which the multilayer layer 11 is to be applied, be provided with a film and / or a protective lacquer which is removed after the final completion of the mirror element 23 .

Reference list

1010th

Vorrichtung
contraption

1111

Multilayerschicht
Multilayer layer

1212th

Halbleitersubstrat
Semiconductor substrate

1313

Tragekörper
Support body

1414

Form
shape

140140

erste (obere) Formhälfte
first (upper) mold half

141141

zweite (untere) Formhälfte
second (lower) mold half

142142

Innenseite erste Formhälfte
Inside of the first mold half

143143

Innenseite zweite Formhälfte
Inside of the second mold half

144144

Rahmen
frame

1515

Öffnung
opening

1616

Verbindungsmittel
Lanyard

1717th

Tellerfeder
Belleville spring

1818th

Verbindungselement
Fastener

1919th

Zwischenteil
Intermediate part

2020th

Fase
chamfer

2121

Meßöffnung
Measuring opening

2222

Klebe- bzw. Verbindungsmittel
Adhesive or connecting means

2323

Spiegelelement (Spiegelsubstrat)
Mirror element (mirror substrate)

2424th

Kraftmeßeinrichtung
Force measuring device

Claims

1. Device for the production of a mirror element consisting of at least one coated or to be coated with a multilayer layer, optionally at least 2-dimensionally curved semiconductor substrate and a dimensionally stable support body to be connected thereto, in particular for mirroring X-rays, characterized by one of two Mold halves ( 140 , 141 ) existing mold ( 14 ), one mold half ( 140 ) being designed as a negative mold and the other mold half ( 141 ) being designed as a corresponding positive mold according to the desired shape of the semiconductor substrate ( 12 ), and wherein one mold half ( 140 ; 141 ) has an opening ( 15 ) for the application of the support body ( 13 ) of the semiconductor substrate ( 12 ) which can be positioned between the two mold halves ( 140 ; 141 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the mold halves ( 140 ; 141 ) via releasable connec tion means ( 16 ) can be connected.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the connecting force with which the mold halves ( 140 , 141 ) can be pressed together is adjustable.

4. The device according to claim 3, characterized in that the connecting force over between the two mold halves ( 140 , 141 ) arranged disc springs ( 17 ) is adjustable.

5. The device according to claim 4, characterized in that the mold halves ( 140 , 141 ) via a plurality of pin-shaped connecting elements ( 18 ) can be connected.

6. The device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that a mold half ( 140 ; 141 ), in which the opening ( 15 ) is formed, on its side in the cooperating state facing the other mold half ( 140 ; 141 ) (142; 143) is provided with an intermediate part ( 19 ) made of elastomeric material.

7. The device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the mold half ( 140 ; 141 ), in which the opening ( 15 ) is formed, on its side in the cooperating state facing the other mold half ( 140 ; 141 ) (142) is provided with a chamfer ( 20 ) running around the opening.

8. The device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that at least the mold half ( 140 ; 141 ), in which the opening ( 15 ) is formed, has at least one measuring opening ( 21 ).

9. The device according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the inside ( 143 ) of the two-th mold half ( 141 ) is provided with a microcrater-shaped fine structure.

10. The device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that at least the mold halves ( 140 ; 141 ) consist of metallic material.

11. The device according to claim 10, characterized in that the material is steel.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the steel is low warpage steel.