阅读说明：本技术 干涉仪装置和用于制造干涉仪装置的方法 (Interferometer arrangement and method for producing an interferometer arrangement ) 是由 R.雷德尔 C.D.克雷默 M.施密德 于 2020-03-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种干涉仪装置,包括：第一反射镜装置和第二反射镜装置；边缘结构,其中,第一反射镜装置和第二反射镜装置分别固定在所述边缘结构上并且所述边缘结构至少部分在横向在它的边缘区域上围绕第一反射镜装置和第二反射镜装置；其中,第一反射镜装置和第二反射镜装置彼此间隔第一间距布置,并且第一和/或第二反射镜装置在分别在横向处在边缘结构中的横向的内部区域中跨越空置的区域并且在这个空置的区域中能关于另一个反射镜装置运动,因此第一间距尤其能通过驱动改变；和多个刻蚀入口,刻蚀入口延伸穿过第一反射镜装置和/或穿过第二反射镜装置地进入空置的区域。(The invention relates to an interferometer arrangement comprising: a first mirror arrangement and a second mirror arrangement; an edge structure, wherein the first mirror device and the second mirror device are each fastened to the edge structure and the edge structure surrounds the first mirror device and the second mirror device at least partially in the lateral direction over its edge region; wherein the first mirror device and the second mirror device are arranged at a first distance from one another, and the first and/or second mirror device spans an empty region in the transverse inner region in the edge structure in the transverse direction and is movable relative to the other mirror device in this empty region, in each case in the transverse direction, so that the first distance can be varied, in particular, by means of driving; and a plurality of etching inlets extending through the first mirror arrangement and/or through the second mirror arrangement into the vacant region.)

干涉仪装置和用于制造干涉仪装置的方法

技术领域

本发明涉及一种干涉仪装置和一种用于制造干涉仪装置的方法。

背景技术

针对通过多个波长可变的（可调的）并且仅能透过特定的波长的光谱滤波器，可以例如借助微机电的构造方式（MEMS技术）例如用法布里珀罗干涉仪（FPI）实现微型化。

带有两个基本上平面平行的、高反射的反射镜（反射镜带有光学波长数量等级的间距（空腔长度））的空腔，可以具有仅针对这样一些波长的强烈的透射，所述波长以空腔长度对应一半波长的整数倍。通过例如静电的或压电的驱动，可以改变所述反射镜间距，由此可以产一种产生光谱可调的滤波元件。

在US 2012/05075 A1中说明了一种法布里珀罗干涉仪，其通过对在两个反射镜之间的牺牲层的刻蚀制造。

在普通的干涉仪中，反射镜可以被静电地驱动并且能改变反射镜彼此间的间距。在此，反射镜可以制造成薄膜并且借助表面微机械的过程制造。反射镜可以通过移除在反射镜之间的牺牲层空置（freistellen）。通常，为了在干涉仪中空置反射镜，可以借助刻蚀孔的规律布置这样来空置一个大的面，使得按照刻蚀工艺能产生尽可能圆形的形状。针对刻蚀入口的图案，例如六边形的点格栅，可以例如将形状的条件x^2+y^2≤r^2用于，这样来修整刻蚀入口的图案，使得刻蚀入口在位置(x,y)处在半径为r的圆中还能保持不变，而处在该圆外面的刻蚀入口则能被移除。但由这种图案和所进行的刻蚀产生的在反射镜下的空置的区域更确切地说描述了一个有多个顶点和角的多边形作为平滑的边缘轮廓（在俯视图中看）。当反射镜或整个干涉仪装置例如在坠落时受到机械负荷时，所述角可以起到额定断裂部位的作用。

发明内容

本发明创造了一种按照权利要求1所述的干涉仪装置和一种按照权利要求11所述的用于制造干涉仪装置的方法。

优选的扩展设计方案是从属权利要求的主题。

本发明基于的思想是，说明一种干涉仪装置和一种用于制造干涉仪装置的方法，该干涉仪装置的出众之处在于刻蚀入口的改善的布置，借助刻蚀入口的改善的布置能在空置和钻蚀干涉仪装置中的反射镜层时通过刻蚀过程更为精确地限定边缘轮廓。较为准确地成形的边缘轮廓有利地导致了干涉仪装置中的反射镜层的更好的夹紧并且因此导致了反射镜层的提高的稳定性和空置的更为精确的对称性，这因此在更高的光学质量、改进的反射镜平行性方面通过在反射镜层上的经由边缘上的夹紧区域的更为对称的机械的应力并且通过更高的耐用度而出众，所述更高的耐用度源于最小化在空置的区域的边缘上所出现的棱边或顶端。

按照本发明，干涉仪装置包括第一反射镜装置和第二反射镜装置；边缘结构，其中，第一反射镜装置和第二反射镜装置分别固定在该边缘结构上并且该边缘结构至少部分在横向在它的边缘区域上围绕第一反射镜装置和第二反射镜装置；其中，第一反射镜装置和第二反射镜装置彼此间隔第一间距布置，并且第一和/或第二反射镜装置在分别在横向处在边缘结构中的横向的内部区域中跨越空置的区域并且在这个空置的区域中能分别关于另一个反射镜装置运动，因此第一间距尤其能通过驱动、有利地通过静电驱动改变。此外，干涉仪装置可以本身由多个分层构成并且同样至少在制造工艺的过程中包含一个或多个牺牲层。此外，干涉仪装置包括多个刻蚀入口，所述刻蚀入口延伸穿过第一反射镜装置和/或穿过第二反射镜装置地进入空置的区域，其中，刻蚀入口在第一和/或第二反射镜装置的相应的边缘区域上的布置的边缘密度，关于刻蚀入口在第一和/或第二反射镜装置的横向的内部区域上的布置的内部密度发生了改变。这就是说，换句话说，在空置的区域的横向的限界区域，刻蚀入口的布置的边缘密度关于刻蚀入口的布置的内部密度在横向在限界区域内发生改变。

在空置的区域的横向的限界区域上，刻蚀入口按照空置的区域的规定的形状（俯视图中）的布置可以从内部区域过渡到边缘区域，换句话说，边缘密度可能不同于内部密度。

干涉仪装置可以设计成（表面）微机电构件（MEMS），有利地设计成微型光谱仪，因为带有第一间距作为透射特定波长的条件的干涉仪装置可以起到滤波器的作用。

反射镜装置的能机械地运动的区域可以有利地通过所施加的刻蚀入口和刻蚀工艺空置，例如在材料、例如牺牲层在反射镜装置或它的过程技术的原型结构的下方和/或上方和/或内部通过刻蚀工艺移除之后。刻蚀入口的布置以及密度可以限定空置的区域和其在边缘上的轮廓。刻蚀入口可以成形为开口，所述开口可以完全贯穿反射镜装置。在反射镜装置的平坦的伸展部分的俯视图中，刻蚀入口可以成形为有有角的横截面或圆形的横截面的孔或孔状的结构。

按照干涉仪装置的一种优选的实施方式，边缘密度大于内部密度。

按照干涉仪装置的一种优选的实施方式，第一反射镜装置在内部区域中跨越第一空置的区域并且第二反射镜装置在内部区域中跨越第二空置的区域。

按照干涉仪装置的一种优选的实施方式，第二空置的区域至少部分在横向延伸超过第一空置的区域。

按照干涉仪装置的一种优选的实施方式，第一反射镜装置包括刻蚀入口的第一边缘密度并且第二反射镜装置包括刻蚀入口的第二边缘密度，其中，第二边缘密度大于或小于第一边缘密度。

按照干涉仪装置的一种优选的实施方式，第一和/或第二边缘密度在反射镜装置的平坦的伸展部分的俯视图中描述了一条闭合的曲线，该曲线在横向包围内部区域。

按照干涉仪装置的一种优选的实施方式，在第一和/或第二反射镜装置中的内部密度在反射镜装置的平坦的伸展部分的俯视图中描述了一种格栅布置。

刻蚀入口可以以规律的图案布置在内部区域中和/或限界区域或边缘区域中。因此内部密度和/或边缘密度可以分别包括在一个图案中，例如一个六边形的格栅中的或在与之不同的图案中的多个刻蚀入口。通过在刻蚀入口之间的规律的间距，可以至少在刻蚀入口的这个区域中达到在相应的反射镜装置下方的均匀的空置。为了能更好地在其形状方面影响空置的区域的边缘区域，边缘密度的图案可以相应选择得密并且同样包括规律间隔的刻蚀入口。通过刻蚀入口的较密的布置，基本上有利地与有待限定的边缘轮廓（曲线）的形状类似，可以使空置的区域的边缘轮廓的形状更好地与期望的轮廓、例如与圆形相匹配。边缘密度越高，那么就更好地达到了与期望的边缘轮廓的接近（平整）。在没有偏离内部密度的自己的边缘密度的情况下，用格栅布置在俯视图中产生了有多边形形状的空置的区域。所选择的边缘密度可以视密度而定平整这个多边形的轮廓并且在俯视图中观察的话接近期望的边缘轮廓，例如圆形或椭圆形。通过在空置的结构（在其边缘上）减少角，可以减小机械的应力峰值并且增加所夹紧的反射镜装置的鲁棒性。针对刻蚀工艺，可以通过使刻蚀入口的图案与规定的轮廓相匹配而达到刻蚀持续时间在钻蚀反射镜装置时的平衡，由此可以改进过程鲁棒性。

在牺牲层刻蚀时，从上方穿过反射镜装置和该反射镜装置的层完成刻蚀介质的输入，在横向远离刻蚀入口的层中，刻蚀率（或针对相同的钻蚀的刻蚀持续时间）是不同的。这可以通过在上方的和下方的反射镜装置中的不同的开孔（刻蚀入口）平衡。

在此，在反射镜装置的延伸平面的俯视图中，可以达到机械的旋转对称性，并且在边缘结构内的夹紧特性可以沿着轮廓设计得更为均匀。通过更好的对称性可以达到反射镜装置沿着它的侧面的环绕结构的相同的或相似的机械的特性。因此可以例如在静电地驱动反射镜装置时，例如用在反射镜装置下方或上方的环形电极，可以在更为对称的空置时改进朝着另一个反射镜装置的不规律的偏转，并且因此达到了已偏转的反射镜装置彼此的更好的平行性，这可以改进干涉仪装置的光学特性（滤波作用）。

按照干涉仪装置的一种优选的实施方式，在第一和/或第二反射镜装置中的刻蚀入口的布置的内部密度和/或边缘密度分别包括在边缘密度和/或内部密度内的刻蚀入口之间的恒定的间距。

按照干涉仪装置的一种优选的实施方式，刻蚀入口在内部密度中的布置描述了第一格栅布置和/或刻蚀入口在边缘密度中的布置描述了第二格栅布置。

按照干涉仪装置的一种优选的实施方式，边缘密度和内部密度彼此毗连地分别包括一个过渡区域，在所述过渡区域中，刻蚀入口从边缘密度或内部密度的图案起朝着边缘密度的或内部密度的毗连的图案的分别最近的刻蚀入口移动。

按照本发明，在一种用于制造干涉仪装置的方法中提供基底；在该基底上布置第一牺牲层；第一反射镜装置和第二反射镜装置以第一间距平行地上下相叠地布置并且布置在第一牺牲层上，该第一牺牲层带有在第一反射镜装置和第二反射镜装置之间的第二牺牲层，其中，在第一反射镜装置和/或第二反射镜装置中，在横向的内部区域中形成了多个刻蚀入口，所述刻蚀入口分别延伸穿过第一反射镜装置和/或第二反射镜装置，并且其中，刻蚀入口在第一和/或第二反射镜装置的相应的边缘区域上的刻蚀入口的布置的边缘密度，关于刻蚀入口在第一和/或第二反射镜装置的横向的内部区域上的布置的内部密度，发生了改变。这就是说，换句话说，在内部区域的横向的限界区域中，刻蚀入口的布置的边缘密度关于刻蚀入口的布置的内部密度在横向在限界区域内发生了改变。

在此，步骤的时间经过或重复可以是可变的并且是可能的。在刻蚀入口延伸穿过一个或另一个反射镜装置的情况下，刻蚀入口可以在两个单独的步骤中产生。

此外，借助通过刻蚀入口的刻蚀工艺移除在内部区域中的第一牺牲层和/或第二牺牲层，因而产生了一边缘结构，在该边缘结构中固定着第一和第二反射镜装置并且该边缘结构至少部分在横向在其边缘区域上包围第一和第二反射镜装置，并且其中，借助所述移除在第一和/或第二反射镜装置下方产生了空置的区域。

所述方法的出众之处也可以有利地在于结合干涉仪装置提到的特征和其优点，反之亦然。

按照所述方法的一种优选的实施方式，在第一反射镜装置中和在第二反射镜装置中形成了刻蚀入口，因而在第二反射镜装置下方的第二空置的区域至少部分在横向延伸超过在第一反射镜装置下方的第一空置的区域。

第一和/或第二牺牲层可以例如包括二氧化硅（SiO2）。移除可以选择性地，即局部在反射镜装置下方同时或前后相继地进行。

本发明的其它的特征和优点由接下来参照附图的说明得出。

附图说明

接下来借助在示意图中说明的实施例详细阐释本发明。

附图中：

图1在按照本发明的一个实施例的反射镜装置的俯视图中示意性示出了刻蚀入口在干涉仪装置中的布置；

图2在按照本发明的另一个实施例的反射镜装置的俯视图中示意性示出了刻蚀入口在干涉仪装置中的布置；

图3在按照本发明的另一个实施例的干涉仪装置的示意性侧视图；并且

图4在按照本发明的一个实施例的方法的方法步骤的示意性方块图。

具体实施方式

相同的或功能相同的元件在图中用相同的附图标记标注。

图1在按照本发明的一个实施例的反射镜装置的俯视图中示意性示出了刻蚀入口在干涉仪装置的一个截取部分中的布置。

干涉仪装置可以在第一和/或第二反射镜装置中包括多个刻蚀入口A，所述刻蚀入口能延伸穿过第一反射镜装置和/或第二反射镜装置地进入到空置的区域中，所述空置的区域在相应的反射镜装置下方可以通过移除牺牲层成形。在空置的区域的横向的限界区域FBG上方，在刻蚀入口A的一种布置中的边缘密度RD关于在刻蚀入口A的一种布置中的内部密度ID可以沿横向在限界区域FBG内变化，例如大于内部密度。以这种方式可以更为精确地限定在边缘上的针对有待空置的区域的轮廓K并且该轮廓偏离由内部区域IB中的刻蚀入口的示例性的格栅布置构成的多边形结构。轮廓K在此可以是（有待空置的区域的）假想的（期望的）目标形状，通过刻蚀入口以边缘密度的布置可以接近该目标形状。换句话说，在边缘区域中设有多个附加的刻蚀入口。在此，可以遵守特定的边缘条件，例如遵守与相邻的刻蚀入口或在反射镜装置中的其它结构的最小间距，以便维持反射镜装置的并且因此干涉仪装置的稳定性。在边缘区域中的刻蚀入口因此能修整在内部区域中的图案，如格栅布置或多边形，并且在它们的位置上接近期望的轮廓K。刻蚀入口可以尤其本身布置在轮廓的、例如格栅的或多边形的角上。

关于在边缘密度和内部密度彼此间的变化，可能的是，在边缘密度的区域中可以移除一些按照内部密度的图案在特定的部位上存在的刻蚀入口（没有明显突出）。以这种方式可以修正（创造）在内部密度和边缘密度之间的过渡区域。

通过借助提高的边缘密度RD更为清晰地限定边缘轮廓K，可以改进围绕反射镜装置的机械的夹紧的对称性并且减轻机械的夹紧作用到反射镜装置上的分布的不均匀性。在边缘区域中可以加入另外的附加的刻蚀入口，例如与反射镜中心（俯视图中）间隔固定的径向间距，以便例如近似形成圆形轮廓。

可以减小或避免由于不对称的夹紧引起的非对称的反射镜变形。在边缘轮廓K的非常不平稳的走向中引起了对处在期望的边缘轮廓K之外的刻蚀孔的单纯的删除，而不会在此增加边缘密度，并且产生了到反射镜装置上的机械的应力的不均匀性。

边缘轮廓K可以画出一条闭合的曲线，该曲线可以横向地包围内部区域IB。

刻蚀孔可以尤其本身布置在一条作为轮廓K的假设的曲线上，即处在边缘轮廓上，或在这条曲线的变小的（径向移动的、有利地向内的）方案上，因为刻蚀前沿可以径向向外移并且可以达到起初假想的边缘轮廓。

图2在按照本发明的另一个实施例的反射镜装置的俯视图中示意性示出了刻蚀入口在干涉仪装置中的布置。

在图2中示出了和图1类似的刻蚀入口的布置，但不同之处在于边缘密度RD。在内部区域中，刻蚀入口可以布置在一个图案中，例如一个六边形的格栅中。在边缘区域中，刻蚀入口A的布置也可以以高得多的边缘密度RD包括一个图案，有利地也包括一个格栅布置。在边缘密度中的格栅可以接近有待空置的区域的期望的轮廓K并且相应地安置。图案和格栅在一个或多个特定的方向上分别是周期性。可以在相对内部区域的原本的图案的边缘区域中布置附加的刻蚀入口并且所述刻蚀入口的位置、形状和尺寸上是可以变化的或相同的。为了使内部密度ID更平和地过渡边缘密度RD，可以分别在内部区域和边缘区域中形成过渡区域并且在那里偏离内部密度和边缘密度。在此，在内部区域的外部的边缘上的和在边缘区域的内部的边缘上的各对刻蚀入口（其中，在对A´A´´中，一个刻蚀入口A´可以处在内部区域中并且另一个刻蚀入口A´´处在边缘区域中）从它们最初的格栅位置起能相对彼此移动。在内部区域中，刻蚀入口彼此间隔固定的间距d布置并且在边缘区域中，刻蚀入口彼此间间隔固定的间距d´´ 布置。在过渡区域中，然后可以不同于这些间距并且刻蚀入口移动了距离d´，有利地移动到相应的对的另一个刻蚀入口上（沿着在一对刻蚀入口之间的连接线）。以这种方式能使图案相互转化。取代在边缘区域中的格栅结构的是，刻蚀入口在那里也可以画出其它图案，例如同心的环。

图3是按照本发明的另一个实施例的干涉仪装置的示意性侧视图。

干涉仪装置10包括：第一反射镜装置SP1和第二反射镜装置SP2；边缘结构RS，其中，第一反射镜装置SP1和第二反射镜装置SP2分别固定在该边缘结构RS上并且边缘结构（RS）至少部分横向地在其边缘区域上围绕第一反射镜装置SP1和第二反射镜装置SP2；其中，第一反射镜装置SP1和第二反射镜装置SP2彼此间间隔第一间距d12布置，并且第一和/或第二反射镜装置（SP1；SP2）在分别在横向处在边缘结构RS中的横向的内部区域IB中跨越空置的区域FB并且在这个区域FB中能分别关于另一个反射镜装置（SP1、SP2）运动，因此第一间距d12是可变的。此外，干涉仪装置10包括多个刻蚀入口A，所述刻蚀入口延伸穿过第一反射镜装置SP1和/或穿过第二反射镜装置SP2地进入空置的区域FB，其中，在空置的区域FB的横向的限界区域FBG上，刻蚀入口A的布置的边缘密度RD大于在横向在限界区域FBG内的刻蚀入口A的布置的内部密度ID。

按照图3，在第一反射镜装置SP1下方的空置的区域FB不同于在第二反射镜装置SP2下方的空置的区域，例如关于反射镜装置在基底2上方或分别在另一个反射镜装置上方的横向伸展长度或高度而不同。因此在内部区域IB内的第一反射镜装置SP1跨越第一空置的区域FB1并且在内部区域IB中的第二反射镜装置SP2跨越第二空置的区域FB2。第二空置的区域FB2可以至少部分在横向延伸超过第一空置的区域FB1。按照图3的示例，第二空置的区域FB2在所有区域中在横向均能延伸超过第一空置的区域FB1。这可以通过在刻蚀入口A的布置的差异达到，其中，第一反射镜装置SP1可以包括刻蚀入口A的第一边缘密度RD1并且第二反射镜装置SP2可以包括刻蚀入口A的第二边缘密度RD2，其中，第二边缘密度RD2可以大于或小于第一边缘密度RD1并且第二边缘密度RD2在第二反射镜装置SP2中在俯视图中观察的话在横向处在来自第一反射镜装置SP1的第一边缘密度RD1的区域外。刻蚀入口彼此间的间距可以在来自第一反射镜装置SP1的第一内部密度ID1中和在来自第二反射镜装置SP2的第二内部密度ID2中是一样的。刻蚀入口的间距可以分别朝着边缘密度RD1和RD2（从相应的内部区域观察）变化，在此可以有如在图2中所示那样的过渡区。边缘密度RD1和RD2可以高于内部密度ID1和ID2，即相比在相应的反射镜装置的内部区域中的刻蚀入口，在特定的区域中包括更多的刻蚀入口A。有利地从基底2起观察的话可以处在第一反射镜装置SP1上方的第二反射镜装置SP2，可以包括比第一反射镜装置的第一边缘密度RD1更高的第二边缘密度RD2。以这种方式可以在干涉仪装置10的不同的平面内限定不同的空置部位（Freistellung），即，在横向产生了不同于第一空置的区域FB1的第二空置的区域FB2。由此可以使第一反射镜装置SP1的夹紧不同于第二反射镜装置SP2的夹紧，第一反射镜装置SP1的夹紧可以尤其沿着其整个边缘区域（圆周）大部分或完全从下方进行，因为第一反射镜装置SP1能从上方横向地进一步空置。夹紧在此可以指的是边缘结构RS的这样一个区域，该区域在横向最远地向内延伸并且产生了大部分或完全到反射镜装置（SP1）上的机械的应力。以这种方式可以不同于圆形的夹紧，并且产生了其它的夹紧对称性。

图4是按照本发明的一个实施例的方法的方法步骤的示意性的方块图。

在用于制造干涉仪装置的方法中，提供S1基底；将第一牺牲层布置S2在该基底上；将第一反射镜装置和第二反射镜装置以第一间距平行地上下相叠地布置S3并且布置在第一牺牲层上，该第一牺牲层带有在第一反射镜装置和第二反射镜装置之间的第二牺牲层，其中，在第一反射镜装置和/或在第二反射镜装置中在横向的内部区域中形成了多个刻蚀入口，所述刻蚀入口分别延伸穿过第一反射镜装置和/或第二反射镜装置，并且其中，在内部区域的横向的限界区域中，刻蚀入口的布置的边缘密度关于刻蚀入口的布置的内部密度在横向在限界区域内发生改变；并且在内部区域中借助刻蚀工艺通过刻蚀入口移除S4第一牺牲层和/或第二牺牲层，因而产生了一种边缘结构，在该边缘结构内固定着第一和第二反射镜装置并且该边缘结构至少部分在横向在其边缘区域上包围第一和第二反射镜装置，并且其中，借助所述移除在第一和/或第二反射镜装置下方产生了空置的区域。两个牺牲层能同时移除。

尽管本发明借助优选实施例之前已作完整说明，但本发明并不局限于此，而是能以多种方式加以修正。