Titel

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der mikroelektromechanischen Vorrichtungen, insbesondere der Mikrospiegel-Arrays und betrifft eine mikroelektromechanische Vorrichtung, eine Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage, eine entsprechende Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zur Herstellung einer mikroelektromechanischen Vorrichtung.

Stand der Technik

Der Einsatz von Vorrichtungen mit matrixförmig angeordneten verlagerbaren Mikrospiegeln, sogenannte Mikrospiegel -Arrays oder Mikrospiegelaktoren, erfolgt heutzutage in einer Vielzahl von Vorrichtungen, beispielsweise in Smartphones, Projektoren, Head-up-Displays, Barcodelesern, Maskenbelichtern in der Halbleiterfertigung und Mikroskopen. Entsprechende Mikrospiegel-Arrays sind beispielsweise aus den Schriften DE 10 2013 208 446 Al, EP 0 877 272 Al und WO 2010/049076 A2 bekannt. Offenbarungen bezüglich geeigneter Aktuator- Einrichtungen zur Verlagerung der Einzelspiegel eines Mikrospiegel-Arrays, der Mikrospiegel, zeigen beispielsweise die DE 10 2013 206 529 Al, die DE 10 2013 206 531 Al und die DE 10 2015 204 874 Al.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß werden eine mikroelektromechanische Vorrichtung, eine Beleuchtungsoptik umfassend eine solche mikroelektromechanische Vorrichtung sowie ein Beleuchtungssystem und eine Projektionsbelichtungsanlage, jeweils mit einer entsprechenden Beleuchtungsoptik, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtung vorgeschlagen. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine mikroelektromechanische Vorrichtung umfassend ein Trägersubstrat mit einer Substratoberfläche und mehrere ME MS- Mod ule vorgeschlagen (MEMS: microelectromechanical system). Hierbei umfasst jedes der mehreren MEMS-Module eine, vorzugsweise genau eine ASIC-Schicht mit einer ASIC-Schicht-Vorderseite und einer dieser ASIC- Schicht-Vorderseite gegenüberliegenden ASIC-Schicht-Rückseite, eine Grundplatte mit einer Grundplattenvorderseite und einer dieser Grundplattenvorderseite gegenüberliegenden Grundplattenrückseite und mehrere mikroelektromechanische Bauelemente mit einer Bauelementrückseite. Die mikroelektromechanischen Bauelemente müssen nicht identisch von ihrem Aufbau und/oder ihrer Funktion sein, dies kann allerdings der Fall sein. Die Grundplatte ist auf der ASIC-Schicht-Vorderseite angeordnet und die Grundplattenrückseite mit der ASIC-Schicht-Vorderseite verbunden. Hierfür kommt insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung mittels Löten oder vorzugsweise Sintern oder eutektischem Bonden in Frage, durch die elektrische Kontakte zwischen ASIC-Schicht und Grundplatte ausgebildet werden. Als Sintermaterial kann beispielsweise Silbersinterpaste eingesetzt werden. Die mehreren mikroelektromechanischen Bauelemente sind weiterhin auf der Grundplattenvorderseite angeordnet und deren Bauelementrückseiten mit der Grundplattenvorderseite verbunden. Die ASIC- Schicht jedes der MEMS-Module weist ein oder mehrere ASICs (ASIC: application-specific integrated circuit) zum Ansteuern der mehreren mikroelektromechanischen Bauelemente auf, wobei das eine oder die mehreren ASICs mit den mikroelektromechanischen Bauelementen unter Benutzung zumindest eines Teils der elektrischen Kontakte elektrisch verbunden sind, wobei die elektrischen Kontakte typischerweise in den Grundplatten zu den mikroelektromechanischen Bauelementen mittels elektrischer Verbindungen, beispielsweise Durchkontaktierungen, weitergeführt sind. Beispielsweise kann zur Herstellung von elektrischen Verbindungen zwischen einer auf dem Trägersubstrat befindlichen weiteren Elektronik und den mikroelektromechanischen Bauelementen die ASIC-Schicht neben ASICs optional auch Verdrahtungsträger (Interposer) und/oder weitere Elemente umfassen. Eine ASIC-Schicht eines MEMS-Moduls kann eine durchgängige ASIC-Schicht oder eine nicht durchgängige ASIC-Schicht sein. Der Begriff der Durchgängigkeit einer ASIC-Schicht meint, dass alle Elemente der ASIC- Schicht über die Schicht selbst mechanisch miteinander verbunden sind. Eine solche mechanische Verbindung über die ASIC-Schicht zwischen zwei Elementen kann durch die Elemente selbst und/oder durch andere Elemente der Schicht, wie beispielsweise ASICs, Verdrahtungsträger, geeignete Verbindungselemente, Füllmaterialien und/oder Fügematerialien, erfolgen. Im Fall einer nicht durchgängigen ASIC-Schicht weist diese Schicht Elemente wie beispielsweise ASICS und/oder Interposer auf, die nicht über die Schicht selbst mechanisch miteinander verbunden sind. Die ASIC-Schicht weist folglich eine Lücke auf. Elektrische Verbindungen können mittels elektrischer Kontakte zwischen ASIC- Schicht und Grundplatte weitergeführt werden. Als Interposer kommen insbesondere siliziumbasierte Interposer mit elektrischen Verbindungen, beispielsweise Silizium-Durchkontaktierungen (TSV, through-silicon via) wie beispielsweise kupferbasierte Durchkontaktierungen (Cu vias), in Frage. Die mehreren MEMS- Module sind auf der Substratoberfläche des Trägersubstrats angeordnet und die ASIC-Schicht-Rückseiten der mehreren MEMS-Module mit der Substratoberfläche verbunden. Auch diese Verbindung ist typischerweise stoffschlüssig ausgeführt und erfolgt vorzugsweise durch Sintern. Bei der weiteren Elektronik auf dem Trägersubstrat kann es sich beispielsweise um weitere ASICs zur Ansteuerung der gesamten elektromechanischen Vorrichtung, um passive Bauelemente und/oder Verbindungselemente (wie Stecker, Kabel), beispielsweise zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zu externen Steuergeräten wie einer Recheneinheit sowie zur Stromversorgung handeln. Das Trägersubstrat dient insgesamt als Bauteilträger und kann elektrische Verbindungen, beispielsweise Durchkontaktierungen, zur Durchleitung von elektrischen Signalen von einer Oberfläche des Trägersubstrats zu einer anderen Oberfläche des Trägersubstrats umfassen. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, die weitere Elektronik auf einer Substratoberfläche des Trägersubstrats anzuordnen, die der Substratoberfläche mit den MEMS-Modulen gegenüberliegt. Weiterhin kann zur Ermöglichung eines hohen Füllfaktors, also einer engen Anordnung der MEMS- Module auf einem Trägersubstrat, die ASIC-Schicht eines MEMS-Moduls so gestaltet sein, dass diese nicht seitlich über die Grundplatte des MEMS-Moduls hinaussteht. Die ASIC-Schicht eines MEMS-Moduls besitzt folglich vorzugsweise zur Grundplatte identische oder geringere Abmessungen.

Eine solche mikroelektromechanische Vorrichtung gliedert folglich ihre Mehrzahl an mikroelektromechanischen Bauelementen in einzelne Gruppen, die jeweils mehrere mikroelektromechanische Bauelemente umfassen und im Rahmen dieser Erfindung als MEMS-Module bezeichnet werden. Die mehreren MEMS- Module können beispielsweise jeweils genau 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 16, 20, 25, 30, 36, 42, 49, 56, 64, 72 oder 81 der mehreren mikroelektromechanischen Bauelemente aufweisen, wobei auch andere Anzahlen > 2 denkbar sind. Die mehreren mikroelektromechanischen Bauelemente können beispielsweise in einem rechteckigen Raster bestehend aus Spalten und Reihen angeordnet sein, beispiels- weise bestehend zwei Spalten und zwei Reihen, zwei Spalten und drei Reihen, drei Spalten und drei Reihen, drei Spalten und vier Reihen, vier Spalten und vier Reihen, vier Spalten und fünf Reihen, fünf Spalten und fünf Reihen, fünf Spalten und sechs Reihen, sechs Spalten und sechs Reihen, sechs Spalten und sieben Reihen, sieben Spalten und sieben Reihen, sieben Spalten und acht Reihen, acht Spalten und acht Reihen, acht Spalten, und neun Reihen oder neun Spalten und neun Reihen. Alternativ ist beispielsweise ein sechseckiges Raster denkbar. Eine erfindungsgemäße elektromechanische Vorrichtung kann beispielsweise genau 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 16, 20, 25, 30, 36, 42, 49, 56, 64, 72 oder 81 MEMS- Module umfassen, wobei auch andere Anzahlen > 2 denkbar sind. Auch die MEMS-Module können in einem rechteckigen Raster bestehend aus Spaten und Reihen angeordnet sein, beispielsweise bestehend zwei Spalten und zwei Reihen, zwei Spalten und drei Reihen, drei Spalten und drei Reihen, drei Spalten und vier Reihen, vier Spalten und vier Reihen, vier Spalten und fünf Reihen, fünf Spalten und fünf Reihen, fünf Spalten und sechs Reihen, sechs Spalten und sechs Reihen, sechs Spalten und sieben Reihen, sieben Spalten und sieben Reihen, sieben Spalten und acht Reihen, acht Spalten und acht Reihen, acht Spalten, und neun Reihen oder neun Spalten und neun Reihen. Auch hier ist alternativ beispielsweise ein sechseckiges Raster denkbar.

Ein vorteilhafter Aspekt einer so gegliederten mikroelektromechanischen Vorrichtung ist, dass durch die Gliederung in MEMS-Module eine Reduzierung der Komplexität und Fehleranfälligkeit des Aufbaus erreicht wird. Es wurde festgestellt, dass mehrere MEMS-Module mit einer reduzierten Anzahl von mikroelektromechanischen Bauelementen im Produktionsprozess einfacher zu handhaben sind als eine einzelne Einheit mit derselben Gesamtzahl von mikroelektromechanischen Bauelementen. Insbesondere kann durch einen erfindungsgemäßen Ansatz die Ausbeute des Produktionsprozesses deutlich gesteigert werden, da bei der Produktion gezielt die MEMS-Module ausgewählt werden können, die ausschließlich voll funktionsfähige mikroelektromechanische Bauelemente beinhalten. Weiterhin ist vorstellbar, dass eine Vielzahl solcher erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtungen wiederum zu einer übergeordneten Einheit verbunden werden, beispielsweise um größere Flächen abzudecken als mit einer einzelnen erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtung praktikabel.

Ein besonders wichtige Ausführungsform der Erfindung ist der Einsatz mit Mikrospiegeln als mikroelektromechanische Bauelemente. Die mikroelektromechani- sehe Vorrichtung kann also insbesondere ein Mikrospiegel-Array sein. In einem solchen Fall umfasst jedes der mehreren mikroelektromechanischen Bauelemente ein Spiegelelement mit einer Reflexionsfläche zur Reflexion von Licht und eine Verlagerungseinrichtung zum Verlagern des Spiegelelements des jeweiligen mikroelektromechanischen Bauelements, wobei das eine oder die mehreren ASICs zum Ansteuern der Verlagerungseinrichtungen ausgebildet sind. Hierbei meint ein Verlagern eine Bewegung im Hinblick auf zumindest einen Freiheitsgrad. Ein Verlagern kann sowohl lineare Bewegungen als auch Drehungen umfassen. Das Spiegelelement kann insbesondere ein Bragg-Spiegel sein oder seinen solchen umfassen. Bei den Verlagerungseinrichtungen kann es sich beispielsweise um elektrostatische Aktuatoren, beispielsweise mit Kammelektroden, handeln. In Frage kommen beispielsweise Aktuatoren wie in den Dokumenten DE 10 2013 206529 Al, DE 10 213 206 531 Al und DE 10 2015 204874 Al beschrieben.

Eine erfindungsgemäße Gliederung einer mikroelektromechanischen Vorrichtung in MEMS-Module ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Trägersubstrat der erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtung im Wesentlichen aus einem ersten Material besteht und die mehreren MEMS-Module im Wesentlichen aus einem zweiten Material bestehen, wobei das erste Material einen ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten oi und das zweite Material einen davon verschiedenen, zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten 02 besitzt. Typischerweise umfasst das erste Material, also das Material des Trägersubstrats, eine Keramik, beispielsweise eine AhOs-basierte Keramik, oder ist eine Keramik, beispielsweise eine AhOs-basierte Keramik. Das zweite Material, also das Material der MEMS- Module, umfasst typischerweise ein Halbleitermaterial, insbesondere Silizium, beispielsweise monokristallines und/oder polykristallines Silizium, oder ist ein Halbleitermaterial, insbesondere Silizium, beispielsweise monokristallines und/oder polykristallines Silizium. Ganz besonders vorteilhaft ist die Erfindung dann einzusetzen, wenn der erste Wärmeausdehnungskoeffizient 01 und der zweite Wärmeausdehnungskoeffizient 02 größere Unterscheide aufweisen, also beispielsweise ein Verhältnis von 01/ 02 > 1,5 zueinander aufweisen. Im Rahmen des Produktionsprozesses einer mikroelektromechanischen Vorrichtung wie einem Mikrospiegel-Array treten beispielsweise durch ein Löten oder Sintern typischerweise deutlich höhere Temperaturen auf als in einem Ruhezustand oder auch einem Betriebszustand der Vorrichtung. Im Falls, dass solche Vorrichtungen aus unterschiedlichen Materialen gefertigt werden, die unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen (wie einer Keramik und Silizium), können durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten induzierte mechanische Spannungen auftreten, die auch als thermische Spannungen bezeichnet werden. Solche thermischen Spannungen werden während der Montage (also dem Löten oder Sintern) eingefroren und über die Lebenszeit der Vorrichtung abgebaut. Hierdurch können Verformungen und/oder Schädigungen der Struktur der Vorrichtung entstehen, die deren Funktionsfähigkeit stark beeinträchtigt. Beispielsweise kann im Fall eines Mikrospiegel-Arrays die Positionen der einzelnen Spiegel ungewollt verändert werden. Durch Gliederung der mikroelektromechanischen Bauelemente einer mikroelektromechanischen Vorrichtung in räumlich kleinere MEMS-Module aus einem zweiten Material, die auf ein Trägersubstrat aus einem ersten Material aufgebracht sind, können diese thermischen Spannungen, die durch die verschiedenen verwendeten Materialien entstehen, im Vergleich zu einer entsprechenden mikroelektromechanischen Vorrichtung aus dem Stand der Technik deutlich reduziert werden.

Um eine besonders hohe Abdeckung der verfügbaren Fläche durch die mikroelektromechanischen Bauelemente zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn die mehreren MEMS-Module eine im Wesentlichen rechteckige, vorzugsweise quadratische Grundfläche aufweisen und in einem rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Raster angeordnet sind. Alternativ ist es auch vorteilhaft, wenn die MEMS- Module eine im Wesentlichen sechseckige Grundfläche aufweisen und in einem sechseckigen Raster angeordnet sind. Eine im Wesentlichen rechteckige beziehungsweise sechseckige Grundfläche bedeutet hier, dass geringfügige Abweichungen von einer strickten rechteckigen beziehungsweise sechseckigen Grundfläche denkbar sind, beispielsweise durch abgerundete Ecken und/oder Ein- oder Ausbuchtungen oder sonstige Unregelmäßigkeiten. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn jedes MEMS-Modul nur einen möglichst geringen Abstand zu seinen benachbarten MEMS-Modulen aufweist. Beispielsweise kann jedes der mehreren MEMS-Module einen Abstand von < 50 pm, vorzugsweise < 10 pm, besonders vorzugsweise < 5 pm zu zumindest einem benachbarten MEMS-Modul und vorzugsweise zu allen benachbarten MEMS-Modulen aufweisen. Ein benachbartes MEMS-Modul eines in einem Raster angeordneten MEMS-Moduls ist hierbei ein ebenfalls in dem Raster angeordnetes MEMS-Modul, das direkt an das MEMS-Modul angrenzt, in dem Sinne, dass sich zwischen dem MEMS-Modul und dem benachbarten MEMS-Modul kein weiteres MEMS-Modul in dem Raster befindet. Bei in einem rechteckigen Raster angeordnete MEMS-Module sind auch diagonal zueinander liegende MEMS-Module als zueinander benachbarte MEMS-Module zu verstehen. Eine Grundfläche eines MEMS-Moduls wird typischerweise durch das Trägersubstrat des MEMS-Moduls definiert. Entsprechend ist es ebenfalls besonders vorteilhaft, wenn jedes der mehreren mikroelektromechanischen Bauelemente von jedem der mehreren MEMS- Module eine im Wesentlichen rechteckige, vorzugsweise quadratische oder eine im Wesentlichen sechseckige Grundfläche besitzt. Eine im Wesentlichen rechteckige beziehungsweise sechseckige Grundfläche meint, dass geringfügige Abweichungen von einer rechteckigen beziehungsweise sechseckigen Grundfläche denkbar sind, beispielsweise durch Ein- und/oder Ausbuchtungen an Ecken und/oder Kanten der Grundfläche wie abgerundete und/oder abgeschrägte Ecken der Grundfläche.

Um die ME MS -Mod ule während des Produktionsprozesses auf der Substratoberfläche mittels einer geeigneten Vorrichtung platzieren, also greifen, bewegen und/oder positionieren zu können (Handhabungsvorrichtung), müssen die MEMS-Module ergriffen werden können, ohne diese zu beschädigen und insbesondere ohne besonders empfindliche Bereiche wie Reflexionsflächen zu berühren. Hierzu können die MEMS-Module jeweils mindestens einen, beispielsweise zwei, vorzugsweise mindestens drei, besonders bevorzugt vier oder mehr nicht durch die mehreren mikroelektromechanischen Bauelemente des MEMS-Moduls abgedeckte Handhabungsbereiche umfassen. Hierbei ist ein Handhabungsbereich ein Bereich eines MEMS-Moduls, der dazu geeignet ist, von einer Handhabungsvorrichtung verwendet zu werden, um das MEMS-Modul greifen, bewegen und/oder positionieren zu können, ohne dabei das MEMS-Modul zu beschädigen. Alternativ oder zusätzlich zu Handhabungsbereichen kann ein MEMS-Modul mit einem Rahmen versehen sein, an dem eine geeignete Handhabungsvorrichtung (beispielsweise mittels Unterdrück) das MEMS-Modul ergreifen und anschließend bewegen und/oder positionieren kann. Ein MEMS-Modul kann weiterhin auch mit einem das MEMS-Modul zumindest teilweise umschließenden Rahmen versehen sein, der bei einer Erzeugung eines Unterdrucks im Bereich des Rahmens im Zusammenspiel mit einer entsprechenden Unterdrück erzeugenden Handhabungsvorrichtung verwendet wird. Ein solcher Rahmen kann alternativ oder zusätzlich auch dazu dienen, das Eindringen von Schmutz in das MEMS-Modul zu vermeiden oder zumindest zu verringern. Beispielsweise könnte ein solcher Rahmen die mikroelektromechanischen Bauelemente eines MEMS- Modul ohne die Handhabungsbereiche umschließen. Ein solcher Rahmen kann weiterhin dünner ausgeprägt sein als ein Rahmen, der ausgelegt ist, dass über diesen das MEMS-Moduls ergriffen werden kann. Jeder der mindestens einen Handhabungsbereiche eines MEMS-Moduls kann beispielsweise durch eine abgeschrägte oder ausgekehlte (mit einer Auskehlung versehende) seitliche Kante eines der mehreren mikroelektromechanischen Bauelemente des MEMS-Moduls gebildet werden. Unter einer Auskehlung ist im Rahmen dieser Erfindung eine Aussparung entlang einer Kante zu verstehen. Eine Auskehlung kann eine beliebige Form haben, also beispielsweise rund oder rechteckig sein. Unter einer seitlichen Kante eines MEMS-Moduls ist im Rahmen dieser Erfindung eine vertikal verlaufende Kante des MEMS-Moduls zu verstehen. Eine seitliche Kante entspricht einer Ecke einer Grundfläche des MEMS- Moduls. Auch seitliche Aussparungen (Aussparungen einer Seitenfläche) beliebiger Form (beispielsweise halbkreisförmig oder rechteckig) eines mikroelektromechanischen Bauelements können als Handhabungsbereiche dienen, wobei solche Aussparungen in einer Seitenfläche vorzugsweise mittig innerhalb der Seitenfläche angeordnet sind. Handhabungsbereiche können auf Grund ihrer bekannten Positionen innerhalb eines MEMS-Moduls auch dazu verwendet werden, das MEMS-Modul in eine definierte Position in Relation zum Substrat und insbesondere auch in Relation zu einem benachbarten MEMS-Modul zu bringen.

Gemäß einer weiteren präferierten Ausführungsform umfasst die mikroelektromechanische Vorrichtung mehrere flexible Elemente zum Reduzieren von mechanischen Spannungen zwischen den mehreren MEMS-Modulen, wobei jedes der mehreren flexiblen Elemente Teil eines MEMS-Moduls der mehreren MEMS- Module ist und an und/oder in einer Seitenfläche dieses MEMS-Moduls angeordnet ist. Solche flexiblen Elemente sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn die MEMS-Module während des Produktionsprozesses mit keinem oder nur geringem Abstand zueinander positioniert werden, um eine möglichst hohen Anteil an durch die MEMS-Module belegter Fläche des Trägersubstrats, also einen hohen Füllfaktor, zu erreichen. Sollten im Rahmen des Produktionsprozesses oder später auf Grund dieses geringen Abstands der MEMS-Module mechanische Spannungen zwischen diesen auftreten, so wird diesen durch die flexiblen Elemente entgegengewirkt. Ein flexibles Element zum Reduzieren von mechanischen Spannungen zwischen zumindest zwei der mehreren MEMS-Modulen entspricht folglich einer Feder, die mit ihrer Rückstellkraft den mechanischen Spannungen entgegenwirkt. Mechanische Spannungen können insbesondere in Form von thermischen Spannungen auftreten, die durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien bedingt sind: Falls das erste Material, aus dem das Trägersubstrat im Wesentlichen besteht (typischerweise eine Keramik, wie beispielsweise eine AI2O3- Keramik) einen größeren Wär- meausdehnungskoeffizienten besitzt als das zweite Material, aus dem die MEMS-Module im Wesentlichen bestehen (typischerweise ein Halbleitermaterial wie Silizium), ziehen sich sowohl das Trägersubstrat als auch die MEMS-Module bei einem Abkühlen zusammen, beispielsweise nach einem bei höheren Temperaturen stattfinden Schritt innerhalb des Herstellungsverfahrens wie beispielsweise einem Bonden. Dieses Zusammenziehen geschieht allerdings auf Grund des geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten des zweiten Materials für die MEMS-Module in geringerem Maße als für das Trägersubstrat. Infolgedessen besteht die Gefahr, dass zwei benachbarte MEMS-Module gegeneinandergedrückt werden, falls diese in keinem oder nur geringem Abstand zueinander angeordnet worden sind. Es wird also eine thermische Spannung zwischen den MEMS-Modulen aufgebaut, die zur Schädigung der mikroelektromechanischen Vorrichtung führen kann. Einer solchen thermischen Spannung kann durch ein flexibles Element entgegengewirkt werden. Insgesamt kann so die mechanische Stabilität bei einem gleichzeitig hohen Füllfaktor gewährleistet werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausprägung eines flexiblen Elements ist dadurch gegeben, dass jedes der mehreren flexiblen Elemente in einer Seitenfläche eines MEMS-Moduls angeordnet ist und einen Steg umfasst, wobei der Steg ein Teil der Seitenfläche des MEMS-Moduls ist und durch eine Ausnehmung des MEMS- Moduls gebildet ist und vorzugsweise eine außenliegende Auswölbung aufweist, die der Herstellung eines Kontaktpunktes zu einem benachbarten MEMS-Modul dienen kann. Insbesondere kann ein solches flexibles Element durch eine Ausnehmung in einer Grundplatte eines MEMS-Moduls realisiert sein. Durch einen schichtweisen Aufbau einer solchen Grundplatte während des Produktionsprozesses können solche flexiblen Elemente einfach realisiert werden.

Bevorzugt weisen die mehreren MEMS-Module jeweils ein oder mehrere der mehreren flexiblen Elemente auf, wobei die mehreren MEMS-Module so angeordnet sind, dass die ein oder mehreren flexiblen Elemente jedes der mehreren MEMS-Module jeweils benachbart zu einem anderen MEMS-Modul der mehreren MEMS-Module angeordnet sind. Ein flexibles Element eines MEMS-Moduls ist benachbart angeordnet zu einem anderen MEMS-Modul, wenn das andere MEMS-Modul benachbart zu dem MEMS-Modul des flexiblen Elements angeordnet ist und das flexible Element zu dem benachbarten MEMS-Modul hin orientiert ist. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass ein erstes ME MS- Modul der mehreren MEMS-Module eine erste Grundplatte mit zumindest einem ersten flexiblen Element der mehreren flexiblen Elemente umfasst und ein zweites MEMS-Modul der mehreren MEMS-Module eine zweite Grundplatte mit mindestens einem zweiten flexiblen Element der mehreren flexiblen Elemente umfasst, wobei das erste MEMS-Modul und das zweite MEMS- Modul so zueinander angeordnet sind, dass das zumindest eine erste flexible Element benachbart zu der zweiten Grundplatte und das zumindest zweite flexible Element benachbart zu der ersten Grundplatte angeordnet ist. Hierbei ist ein flexibles Element eines MEMS-Moduls benachbart angeordnet zu einer Grundplatte eines anderen MEMS-Moduls, wenn das andere MEMS-Modul benachbart zu dem MEMS-Modul des flexiblen Elements angeordnet ist, das flexible Element zu dem benachbarten MEMS-Modul hin orientiert ist und sich das flexible Element in einer Höhe mit der Grundplatte des anderen MEMS-Moduls befindet. Vorzugsweise sind das erste und das zweite flexible Element hierbei versetzt zueinander angeordnet. Hierbei ist es vorstellbar, dass die flexiblen Elemente zueinander horizontal und/oder vertikal zueinander versetzt sind, also sich nicht direkt spiegelsymmetrisch gegenüberliegen. Vorzugsweise umfassen die flexiblen Elemente jeweils Auswölbungen, die zur Herstellung eines Kontaktpunktes oder einer Kontaktfläche bei Annäherung eines MEMS-Moduls an ein benachbartes MEMS-Modul, beispielsweise hervorgerufen durch eine Temperaturänderung, dienen. Die flexiblen Elemente können so dimensioniert und positioniert sind, dass bei einer solchen Annäherung die Auswölbung eines flexiblen Elements eines MEMS-Moduls auf einen statischen Bereich des benachbarten MEMS- Moduls treffen. Ein statischer Bereich ist hierbei ein Bereich eines MEMS- Moduls, vorzugsweise seiner Grundplatte, der kein Teil eines flexiblen Elements des MEMS-Moduls ist. Eine solche Ausgestaltung und Positionierung von flexiblen Elementen ermöglicht es, auf Grund von unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien von MEMS-Modulen und Trägersubstrat auftretenden thermischen Spannungen besonders effizient entgegenzuwirken ohne die strukturelle Integrität der mikroelektromechanischen Elemente der MEMS-Module zu gefährden.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Beleuchtungsoptik für eine mikroelektromechanische Vorrichtung zur Führung von Beleuchtungsstrahlung zu einem Objektfeld vorgeschlagen, die mindestens eine erfindungsgemäße mikroelektromechanische Vorrichtung umfasst, wobei jedes der mehreren mikroelektromechanischen Bauelemente ein Spiegelelement mit einer Reflexionsflä- ehe und eine Verlagerungseinrichtung zum Verlagern des Spiegelelements des jeweiligen mikroelektromechanisches Bauelements umfasst, wobei das eine oder die mehreren ASICs zum Ansteuern der Verlagerungseinrichtungen ausgebildet sind. Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik setzt also eine erfindungsgemäße mikroelektromechanische Vorrichtung als Mikrospiegel-Array ein. Sie kann insbesondere auch mehrere solcher erfindungsgemäßer Mikrospiegel-Arrays umfassen, beispielsweise, um mit einer Anordnung dieser Vielzahl von Mikrospiegel-Arrays einen größeren Gesamt- Mikrospiegel-Array umzusetzen mit dem es ermöglicht wird, einfallende Lichtstrahlen mit einem größeren Strahldurchmesser umzulenken.

Es wird gemäß einem dritten Aspekt auch ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage vorgeschlagen, das eine erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik und eine Strahlungsquelle, insbesondere eine EUV- Strahlungsquelle, umfasst.

Gemäß einem vierten Aspekt wird eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie vorgeschlagen, die eine erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik und eine Projektionsoptik zur Projizierung eines in einem Objektfeld angeordneten Retikels in ein Bildfeld umfasst.

Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik, ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem und eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage können Teil einer EUV-Lithographie-Anlage sein. Für solche sind verstellbare optische Pfade bis zu einer Fotomaske (auch als Retikel bezeichnet) vorteilhaft, die durch ein Mikrospiegel-Array als erfindungsgemäße mikroelektromechanische Vorrichtung im optischen Pfad verwirklicht werden kann. Die Reflexionsflächen der Spiegelelemente können mit einer Bragg- Beschichtung versehen sein, die die Zentralwellenlängen des zur Belichtung eingesetzten Lichts besonders gut reflektiert.

Für weitere Details bezüglich des allgemeinen Aufbaus einer entsprechenden Projektionsbelichtungsanlage und einer zugehörigen Beleuchtungsoptik und eines zugehörigen Beleuchtungssystems sei auf die DE 10 2015 204 874 Al und die DE 10 2016 213 026 Al verwiesen, die hiermit vollständig als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert sind. Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer mikroelektromechanischen Vorrichtung, vorzugsweise gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, umfassend ein Trägersubstrat und mehrere ME MS -Mod ule vorgesehen. Jedes der MEMS-Module umfasst eine, vorzugsweise genau eine ASIC-Schicht mit einem oder mehreren ASICs (und optional auch anderen Elementen wie einem oder mehreren Interposern) und einer ASIC-Schicht- Vorderseite und einer ASIC-Schicht-Rückseite, eine Grundplatte mit einer Grundplattenvorderseite und einer Grundplattenrückseite und mehrere mikroelektromechanische Bauelemente umfasst, wobei die Grundplatte auf der ASIC- Schicht-Vorderseite angeordnet und die Grundplattenrückseite mit der ASIC- Schicht-Vorderseite verbunden ist. Die ASICs-Schichten der MEMS-Module können als durchgängige ASIC-Schichten oder als nicht durchgängige ASIC- Schichten ausgebildet sein. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ein Bereitstellen eines ME MS-Substrats mit Strukturen für die mikroelektromechanischen Bauelemente und die Grundplatten der mehreren MEMS-Module. Das bereitgestellte MEMS-Substrat umfasst folglich Strukturen für die mikroelektromechanischen Bauelemente und für die Grundplatten der mehreren MEMS- Module. Ein solches Substrat liegt typischerweise in der Form eines Wafers vor (MEMS-Wafer) und kann beispielsweise mittels eines Verfahrens wie in der DE10 2015 206 996 A1 beschrieben hergestellt werden, Ebenso erfolgt ein Bereitstellen eines AS IC- Substrats mit Strukturen für die ASIC-Schichten der mikroelektromechanischen Vorrichtung, ebenfalls typischerweise in Form eines Wafers (ASIC-Wafer). Aus diesen beiden Substraten wird ein gekoppeltes Substrat, typischerweise in Form eines gekoppelten Wafers, durch Verbinden (im Fall von Wafern: Waferbonden), insbesondere stoffschlüssiges Verbinden (beispielsweise Löten, Sintern, beispielsweise mit einer Silbersinterpaste, oder eutektischem Bonden), hergestellt, wobei für jedes der mehreren MEMS-Modul mehrere zugeordnete elektrische Kontakte zwischen MEMS-Substrat und ASIC-Substrat ausgebildet werden. Anschließend wird dieses gekoppelte Substrat entlang vorgegebener Trennlinien, beispielsweise entlang einer Gitterstruktur, vereinzelt um die mehreren MEMS-Module zu erhalten. Weiterhin wird ein Trägersubstrat bereitgestellt, auf dem gegebenenfalls bereits weitere Elektronik angebracht sein kann. Die mehreren MEMS-Module werden auf einer Substratoberfläche des Trägersubstrats platziert. Anschließend erfolgt ein stoffschlüssiges Verbinden, beispielsweise mittels Löten oder Sintern, beispielsweise mit einer Silbersinterpaste, der ASIC-Schicht-Rückseiten der mehreren MEMS-Module mit der Substratoberfläche. Vorzugsweise erfolgt dieses Verfahren zur Herstellung einer mikroelektromechanischen Vorrichtung, deren MEMS-Module Handhabungsberei- chen zum Platzieren der ME MS -Mod ule auf der Substratoberfläche des Trägersubstrats umfassen. Dies ermöglicht ein einfaches Platzieren der MEMS- Module auf der Substratoberfläche ohne den Füllfaktor einschränken zu müssen. Ebenfalls vorzugsweise erfolgt vor dem Herstellen des gekoppelten Substrats ein Testen der mikroelektromechanischen Strukturen des ME MS-Substrats und/oder ein Testen der ASIC-Strukturen des ASIC-Substrats um die Funktionsfähigkeit sicherzustellen. Vorzugsweise kann zur Sicherstellung der Funktionsfähigkeit auch ein Testen der MEMS-Module nach dem Herstellen des gekoppelten Substrats und/oder der gesamten fertiggestellten mikroelektromechanischen Vorrichtung nach dem stoffschlüssigen Verbinden der ASIC-Schicht-Rückseiten der mehreren MEMS-Module mit der Substratoberfläche erfolgen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung bietet einen Ansatz für mikroelektromechanische Vorrichtungen wie beispielsweise Mikrospiegel-Arrays, die eine Mehrzahl von mikroelektromechanischen Bauelemente umfassen, die auf demselben Trägersubstrat angeordnet sind, wenn sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten des Trägersubstrats von dem der mikroelektromechanischen Bauteile unterscheiden. Durch den erfindungsgemäßen Ansatz wird schädlichen thermischen Spannungen auf Grund dieses Unterschieds entgegengewirkt. Gleichzeitig kann durch die verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungen ein hoher Füllfaktor durch die mikroelektromechanischen Elemente sichergestellt werden.

Durch die erfindungsgemäße Gliederung der mikroelektromechanischen Bauelemente in einzelne kleinere Einheiten (MEMS-Module) können insbesondere beim Produktionsprozess eingefrorene thermische Spannungen reduziert werden. Gleichzeitig kann durch Einsatz von Handlungsbereichen und flexiblen Elementen zwischen den mikroelektromechanischen Bauelementen trotz dieser Trennung eine hohe Füllfaktor durch die MEMS-Module und damit auch der mikroelektromechanischen Bauelemente erreicht werden. Somit bietet sich eine erfindungsgemäße mikroelektromechanische Vorrichtung insbesondere für Anwendungen an, bei denen aus auf eine hohe Präzision bei gleichzeitig einem hohen Füllfaktor ankommt, beispielsweise bei speziellen Optiken wie für die EUV- Lithographie.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Teils einer beispielhaften erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtung in einer Seitenansicht;

Figur 2A eine schematische Darstellung eines Teils einer zweiten beispielhaften erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtung mit Handhabungsbereichen in einer Draufsicht;

Figur 2B eine schematische Darstellung eines Teils einer Variante der zweiten beispielhaften erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtung mit anderen Handhabungsbereichen in einer Draufsicht;

Figur 3 eine schematische Darstellung eines Teils einer dritten beispielhaften erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtung mit flexiblen Elementen in einer Seitenansicht und einer Draufsicht; und

Figur 4 in schematischer Form als Flussdiagramm ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer mikroelektromechanischen Vorrichtung.

Ausführungsformen der Erfindung

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Der Übersichtlichkeit halber sind bei einer Vielzahl von gleichen oder ähnlichen Elementen nur eine rein beispielhafte Auswahl dieser Elemente mit Bezugszeichen versehen, wenn sich die Gleichheit beziehungsweise Ähnlichkeit dieser Elemente aus den Figuren und/oder der Figurenbeschreibung erschließt. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer beispielhaften erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtung 110, eines Mikrospie- gel-Arrays, von in einer Seitenansicht. Auf der Substratoberfläche 100a eines Trägersubstrat 100 sind im dargestellten Beispiel zwei ME MS- Module 120 angeordnet, die jeweils mehrere mikroelektromechanische Bauelemente 130 umfassen, wovon in der Figur 1 jeweils vier dargestellt sind. Bei den mikroelektromechanischen Bauelementen 130 handelt es sich im gezeigten Fall um Mikrospiegel. Diese umfassen jeweils ein Spiegelelement 134, das wiederum über eine Reflexionsfläche 136 zur Reflexion von Licht verfügt. Diese Spiegelelemente 134 können durch Verlagerungseinrichtungen 132 bewegt werden. Zum Ansteuern der Verlagerungseinrichtungen dienen ASICs, die in Form von Dies unterhalb der Verlagerungseinrichtungen in ASIC-Schichten 140 angeordnet sind und ebenfalls Teil des jeweiligen MEMS-Moduls 120 sind. Weitere Elektronik, zum Beispiel ebenfalls zur Steuerung der Verlagerungseinrichtungen, beispielsweise in Form weiterer ASICs, kann beispielsweise auf der Rückseite 100b des Trägersubstrats 100 angeordnet sein (nicht dargestellt).

Innerhalb eines MEMS-Moduls 120 sind die mikroelektromechanischen Bauelemente 130 auf der Vorderseite 160a einer Grundplatte 160 angeordnet. Hierbei ist diese Grundplattenvorderseite 160a mit den Rückseiten 130b der mikroelektromechanischen Bauelementen 130 verbunden. In dem dargestellten Beispiel sind zwei Grundplatten 160 sichtbar, auf denen sich die jeweils vier dargestellten mikroelektromechanischen Bauelemente 130 befinden. Die mikroelektromechanischen Bauelemente 130 sind über elektrische Kontakte 144 mit den ASICs der jeweiligen ASIC-Schicht 140 verbunden. Die ASICs der ASIC-Schichten 140 wiederum können über elektrische Kontakte 146 mit weiterer Elektronik (nicht dargestellt) verbunden sein, die beispielsweise auf dem Trägersubstrat 100 angeordnet sein kann. Auch können beispielsweise Silizium-Durchkontaktierungen (TSV, through-silicon via) 142 in den ASIC-Schichten 140 existieren, die beispielsweise zur Herstellung von elektrischen Verbindungen zwischen einer solchen weiteren Elektronik auf dem Trägersubstrat 100 und den mikroelektromechanischen Bauelementen 130 dienen können. Solche Durchkontaktierungen 142 können beispielsweise mittels Interposer, die ebenfalls Teil der ASIC- Schichten 140 sein können, oder mittels der Dies der ASICs umgesetzt sein.

Die dargestellten MEMS-Module 120 verfügen jeweils über flexible Elemente 150. Das flexible Element 150a des linken MEMS-Modul 120a ist hierbei benachbart zu dem rechten MEMS-Modul 120b angeordnet, also zu diesem hin orientiert ist. Das flexible Element 150b des rechten MEMS-Moduls 120b ist dem ersten MEMS-Modul 120a abgewandt orientiert. Hierbei sind die flexiblen Eie- mente 150 als Teil eines Bereichs der Grundplatten 160 umgesetzt. Genauer erstrecken sich die gezeigten flexiblen Elemente 150 jeweils über einen Teil der Seitenfläche der Grundplatten 160 der MEMS-Module 120, die oberen Bereiche 165 der Grundplatten 160 werden nicht für die flexiblen Elemente 150 verwendet.

Weiterhin sind in der Figur 1 jeweils zwei Handhabungsbereiche 180 pro MEMS- Modul 120 sichtbar, die sich an jeweils zwei der vier mikroelektromechanischen Bauelemente 130 befinden. Im dargestellten Fall handelt es sich bei den Handhabungsbereichen 180 um Bereiche, die beispielsweise durch ausgekehlte seitliche Kanten 190 der mikroelektromechanischen Bauelementen 130 realisiert sein können. Bei Verwendung einer geeigneten unterdruckbasierten Handhabungsvorrichtung kann es vorteilhaft sein, wenn ein ME MS -Mod ul 120 zumindest teilweise durch einen Rahmen 170 nach außen hin begrenzt ist, um die Herstellung eines Unterdrucks in dem umgrenzten Bereich zu vereinfachen. Gleichzeitig kann so ein Rahmen 170 dazu dienen, die MEMS-Module 120 vor Schmutzpartikeln zu schützen. Zur Verdeutlichung ist der Verlauf dieser Kanten 190 ohne Auskehlung gestrichelt eingezeichnet. Mittels dieser Handhabungsbereiche 180 können die MEMS-Module 120 auf dem Trägersubstrat 100 platziert werden, ohne Beschädigungen der MEMS-Module 120 und insbesondere deren mikroelektromechanischer Bauelemente 130 mit den empfindlichen Reflexionsflächen 136 zu riskieren.

Figur 2A zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer zweiten beispielhaften erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtung 210 in einer Draufsicht umfassend vier zueinander benachbarte MEMS-Module 220a, 220b, 220c, 220d mit Handhabungsbereichen 280a, 280b, 280c, 280d. Hierbei haben die vier MEMS-Module 220 jeweils 16 mikroelektromechanische Bauelemente 230 und weisen vier Handhabungsbereiche 280 auf. Diese Handhabungsbereiche 280 sind durch ausgekehlte seitliche Kanten 290 der MEMS-Module 220 realisiert. Hierbei entsprechen die seitlichen Kanten 290 den Ecken der Grundflächen der MEMS-Module, wobei der Verlauf der quadratischen Grundflächen im Gebiet der Handhabungsbereiche durch gestrichelte Linien verdeutlicht ist. Die mikroelektromechanische Vorrichtung 210 in der Figur 2A zeigt keine flexiblen Bereiche, diese sind aber denkbar. Ebenso ist es denkbar, dass die Handhabungsbereiche 280 eine andere Form haben als die dargestellte, beispielsweise eine eckige Form, für Beispiele hierfür sei auf Figur 2B verwiesen. Da die MEMS- Module 280 in der Mitte Zusammenstößen, bilden die dort liegenden vier Handhabungsbereiche 280 eine kreisförmige Aussparung. Eine Handhabungsvorrich- tung mit einem entsprechend der Aussparung zylinderförmig geformten Manipulator kann mit einem solchen Manipulator alle vier MEMS-Module definiert zueinander anordnen. Eine Handhabungsvorrichtung kann also so gestaltet sein, dass ein MEMS-Modul bei seiner Platzierung durch eine solche Handhabungsvorrichtung automatisch passend zu benachbarten MEMS-Modulen angeordnet wird. Weiterhin können Rahmen 270 (durchgezogene Linien) die MEMS-Module 280 jeweils vor Schmutzpartikeln schützen und/oder bei der Erzeugung eines Unterdrucks beim Greifen der MEMS-Module mittels einer entsprechenden Unterdrück erzeugenden Handhabungsvorrichtung unterstützen.

Figur 2B ist eine Abwandlung der Figur 2A und zeigt anhand vier weiterer benachbarter MEMS-Module 220e, 220f, 220g, 220h andere Möglichkeiten, Handhabungsbereiche 280 umzusetzen. Die Handhabungsbereiche 280e des MEMS- Moduls 220e sind als rechteckige Aussparungen (im Sinne dieser Erfindung ebenfalls Auskehlungen) der seitlichen Kanten 290 umgesetzt. Das MEMS- Modul 220f verwendet hingegen abgeschrägte seitliche Kanten 290. Die benachbarten MEMS-Module 220g und 220h schließlich setzen mittig platzierte, halbkreisförmige Aussparungen in den Seitenflächen der MEMS-Module ein. Wie gezeigt ergänzen sich bei den MEMS-Modulen 220g und 220h die halbkreisförmigen Aussparungen 280g, 280h bei den aneinanderliegenden Seitenflächen zu einem Kreis. Seitliche Handhabungsbereiche 280g, 280h ermöglichen also ähnlich wie bei in den Ecken angeordneten Handhabungsbereichen 280a, 280b, 280c, 280d, 280e, 280f, dass eine geeignete Handhabungsvorrichtung die MEMS-Module 220 definiert zueinander anordnet. Statt halbkreisförmiger Aussparungen als Handhabungsbereiche 280g, 280h sind auch andere Formen wie rechteckförmige Aussparungen denkbar.

Figur 3 schließlich zeigt in einer oberen Teilfigur A eine schematische Darstellung eines Teils einer dritten beispielhaften erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Vorrichtung 310 mit flexiblen Elementen 350 in einer Draufsicht, wobei zwei benachbarte MEMS-Module 320 dargestellt sind. Weiterhin zeigt die Figur 3 in einer Teilfigur B eine schematische Darstellung eines Teils 320s des linken MEMS-Moduls 320a aus Teilfigur A in einer Seitenansicht. Nicht dargestellt sind in Teilfigur B der besseren Übersichtlichkeit halber die ASIC-Schicht des MEMS-Moduls 320a sowie das Trägersubstrat, auf dessen Oberfläche das MEMS-Modul 320a angeordnet ist. In der dargestellten mikroelektromechanischen Vorrichtung 310 sind die flexiblen Elemente 350 durch Ausnehmungen 354 in der Grundplatte 360 realisiert und bestehen aus einem Steg mit einer außenliegenden vertikal verlaufenden Auswölbung 352, wobei der Steg Teil einer Seitenfläche der Grundplatte 360 des entsprechenden MEMS-Moduls 320 ist. Die MEMS-Module 320 bestehen jeweils aus 16 mikroelektromechanischen Bauelementen 330, wobei die Lage der darunterliegenden Ausnehmungen 354 in der oberen Teilfigur A zur Veranschaulichung als gestrichelte Linien gekennzeichnet ist. Wie in Teilfigur B gezeigt erstrecken sich die flexiblen Elemente 350 nicht über die volle Höhe der Seitenfläche der jeweiligen Grundplatte 360, stattdessen wird die Seitenfläche eines bestimmten Bereichs 365 der Grundplatte 360 nicht durch flexible Elemente 350 eingenommen um eine stabile Anordnung aller mikroelektromechanischen Bauelemente 330 auf der Oberseite 360a der Grundplatte 360 zu ermöglichen. In der Teilfigur B ist die Ausdehnung der flexiblen Elemente 350 ebenfalls durch gestrichelte Linien 356 kenntlich gemacht. Um eine ausreichende Beweglichkeit der flexiblen Elemente 350 sicherzustellen, können die flexiblen Elemente 350 wie dargestellt zumindest teilweise von dem Bereich 365 beabstandet sein (Aussparungen 358).

Die flexiblen Elemente 350 des dargestellten linken ME MS- Modul 320a und des benachbarten rechten MEMS-Modul 230b sind so in den jeweiligen Grundplatten 360 der zwei MEMS Module 320 angeordnet, dass sie versetzt zueinander angeordnet sind. Hierbei sind die flexiblen Elemente der rechten Seitenfläche des linken MEMS-Moduls 320a und die flexiblen Elemente der linken Seitenfläche des rechten MEMS-Moduls 320b so dimensioniert und positioniert, dass bei Annäherung des linken MEMS-Moduls 320a an das rechte MEMS-Modul 320b, wie sie beispielsweise durch eine Temperaturänderung erfolgen kann, die Auswölbungen 352a der flexiblen Elemente der rechten Seitenfläche des linken MEMS- Moduls 320a auf statische Bereiche des rechten MEMS-Moduls 320b treffen. Andersherum treffen die Auswölbungen 352b der flexiblen Elemente der linken Seitenfläche des rechten MEMS-Moduls 320b auf statische Bereiche des linken MEMS-Moduls 230a. Hierbei ist mit einem statischen Bereich ein Teil der Grundplatte 360 gemeint, der nicht Teil eines flexiblen Elements ist. Durch die gezeigte Anordnung der flexiblen Elemente 352a, 352b wird thermischen Spannungen auf Grund unterschiedlicher Materialien von MEMS-Modulen 320a, 320b und Trägersubstrat entgegengewirkt, ohne die mikroelektromechanischen Bauelemente 330 zu gefährden. Figur 4 schließlich zeigt in schematischer Form als Flussdiagramm ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer mikroelektromechanischen Vorrichtung 110, 210, 310 umfassend ein Trägersubstrat 100 und mehrere MEMS- Module 120, 220, 320, wobei jedes der MEMS-Module 120, 220, 320 eine ASIC- Schicht 140 umfassend ein oder mehrere ASICs mit einer ASIC-Schicht- Vorderseite 140a und einer ASIC-Schicht-Rückseite 140b, eine Grundplatte 160, 360 mit einer Grundplattenvorderseite 160a, 360a und einer Grundplattenrückseite 160b und mehrere mikroelektromechanische Bauelemente 130, 230, 330 umfasst, wobei die Grundplatte 160, 360 auf der ASIC-Schicht-Vorderseite 140a angeordnet und die Grundplattenrückseite 160b mit der ASIC-Schicht- Vorderseite 140a verbunden ist. Hierbei erfolgt ein Bereitstellen 410 eines ME MS-Substrats mit Strukturen für die mikroelektromechanischen Bauelemente 130, 230, 330 und die Grundplatten 160, 360 der mehreren MEMS-Module 110, 210, 310. Ebenso erfolgt ein Bereitstellen 420 eines AS IC- Substrats mit Strukturen für die ASIC-Schichten 140 der mehreren MEMS-Module 120, 220, 320. Aus diesen wird ein gekoppeltes Substrat durch stoffschlüssiges Verbinden, beispielsweise Löten, Sintern oder eutektischem Bonden, hergestellt, wobei für jedes der mehreren MEMS-Modul 120, 220, 320 mehrere zugeordnete elektrische Kontakte 144 zwischen MEMS-Substrat und ASIC-Substrat ausgebildet werden. Anschließend wird dieses gekoppelten Substrats entlang vorgegebener Trennlinien wie beispielsweise einer Gitterstruktur vereinzelt um die mehreren MEMS- Module zu erhalten. Weiterhin wird ein Trägersubstrat 100 bereitgestellt, auf dem gegebenenfalls weitere Elektronik und/oder andere Komponenten angebracht sein können. Die mehreren MEMS-Module 120, 220, 320 werden auf der Substratoberfläche 100a des Trägersubstrats 100 platziert. Schließlich werden die ASIC-Schicht-Rückseiten 140b der mehreren MEMS-Module 120, 220, 320 stoffschlüssig in Schritt 470 mit der Substratoberfläche 100a verbunden.

Vorzugsweise erfolgt dieses Verfahren zur Herstellung einer mikroelektromechanischen Vorrichtung 110, 210, 310, deren MEMS-Module 120, 220, 320 Handhabungsbereiche 180, 280 zum Platzieren der MEMS-Module 120, 220, 320 auf einer Substratoberfläche 100a des Trägersubstrats 100 umfassen. Dies ermöglicht ein einfaches Platzieren der MEMS-Module 120, 220, 320 auf der Substratoberfläche 100a ohne den Füllfaktor bezüglich der MEMS-Module 120, 220, 320 gravierend einschränken zu müssen. Ebenfalls vorzugsweise erfolgt vor dem Herstellen des gekoppelten Substrats ein Testen 415 der mikroelektromechanischen Strukturen des MEMS-Substrats und/oder ein Testen 425 der ASIC-Strukturen des ASIC-Substrats um die Funktionsfähigkeit sicherzustellen. Zusätzlich oder al- ternativ kann zur Sicherstellung der Funktionsfähigkeit auch ein Testen 445 der ME MS- Module 120, 220, 320 nach dem Herstellen des gekoppelten Substrats und/oder ein Testen 475 der gesamten fertiggestellten mikroelektromechanischen Vorrichtung 110, 210, 310 nach dem stoffschlüssigen Verbinden der ASIC- Schicht- Rückseiten 140b der mehreren MEMS-Module 120, 220, 320 mit der

Substratoberfläche 100a erfolgen.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.