DE102014211555A1

DE102014211555A1 - Verfahren zum Ausbilden einer Kavität und Bauelement mit einer Kavität

Info

Publication number: DE102014211555A1
Application number: DE102014211555.8A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Steuer; Jochen Tomaschko; Stefan Pinter; Dietmar Haberer; Simon Armbruster
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2015-12-17
Also published as: US10431474B2; KR102288867B1; CN107074529B; WO2015193081A1; US20190348300A1; US20170140943A1; US10840107B2; KR20170018948A; CN107074529A

Abstract

Ein Verfahren zum Ausbilden einer Kavität in einem Siliziumsubstrat umfasst als einen ersten Schritt ein Bereitstellen des Siliziumsubstrats, wobei eine Oberfläche des Siliziumsubstrats einen Verkippwinkel gegen eine erste Ebene des Siliziumsubstrats aufweist und wobei die erste Ebene eine {111}-Ebene des Siliziumsubstrats ist. Als weiteren Schritt umfasst das Verfahren ein Anordnen einer Ätzmaske auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats, wobei die Ätzmaske eine Maskenöffnung mit einer ersten Querkante und einer zu der ersten Querkante parallelen zweiten Querkante aufweist und wobei die erste Querkante in der ersten Ebene des Siliziumsubstrats angeordnet wird. Außerdem weist die Ätzmaske eine erste Vorhaltestruktur auf, die in die Maskenöffnung hineinragt. Die Ätzmaske weist weiterhin einen ersten Ätzansatzbereich auf. Alle weiteren Kanten der Maskenöffnung außerhalb des ersten Ätzansatzbereichs werden im Wesentlichen parallel zu {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats angeordnet. Als einen weiteren Schritt umfasst das Verfahren ein anisotropes Ätzen des Siliziumsubstrats während einer festgelegten Ätzdauer. Dabei ist eine Ätzrate in die <111>-Richtungen des Siliziumsubstrats niedriger als in andere Raumrichtungen und die erste Vorhaltestruktur wird ausgehend von dem ersten Ätzansatzbereich in eine erste Unterätzrichtung unterätzt, wobei die erste Unterätzrichtung parallel zu der ersten Querkante und der zweiten Querkante der Maskenöffnung orientiert ist. Die Ätzdauer ist so festgelegt, dass sich durch das anisotrope Ätzen eine Kavität in dem Siliziumsubstrat ausbildet, die eine Öffnung an der Oberfläche des Siliziumsubstrats aufweist, wobei die Öffnung der Kavität an zwei Seiten durch die erste Querkante und die zweite Querkante der Maskenöffnung begrenzt ist und an einer weiteren Seite durch eine zu der ersten und der zweiten Querkante senkrechte erste Längskante begrenzt ist, die durch das Unterätzen der ersten Vorhaltestruktur erzeugt wird. Außerdem ist bei dem Verfahren die Ätzdauer so festgelegt, dass nach Ablauf der Ätzdauer die erste Ebene des Siliziumsubstrats im Wesentlichen freigelegt ist und eine Bodenfläche der Kavität ausbildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden einer Kavität in einem Siliziumsubstrat und ein Bauelement mit einem eine Kavität aufweisenden Siliziumsubstrat.
Stand der Technik
Zur Halterung von optischen Elementen in Halbleiterbauelementen werden schräggestellte Kavitäten mit im Wesentlichen rechteckiger Kontur eingesetzt. Solche Kavitäten erlauben es, die Auflagefläche der optischen Elemente gegenüber einer Oberfläche des Bauelements zu verkippen. Dabei kann das Bauelement beispielsweise einen schräggestellten Fenstersitz für ein optisches Fenster bilden. Schräggestellte Kavitäten können in einem Siliziumsubstrat durch subtraktive Bearbeitungsverfahren (beispielsweise abrasiv) erzeugt werden.
Der Artikel "Etching Methodologies in <111>-Oriented Silicon Wafers" (Oosterbroek et. al., Journal of Microelectromechanical Systems, vol. 9, no. 3, p. 390–398, Sept. 2000) beschreibt ein Verfahren zur Ausbildung von Kavitäten in einem Siliziumsubstrat. Durch anisotropes Ätzen eines Substrats lassen sich Kavitäten erzeugen, deren Seitenflächen vollständig in {111}-Ebenen angeordnet sind.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Erzeugung von Kavitäten in einem Siliziumsubstrat anzugeben. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht im Bereitstellen eines verbesserten Bauelements mit einem eine Kavität aufweisenden Siliziumsubstrat. Diese Aufgabe wird durch ein Bauelement gemäß Anspruch 14 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Verfahren zum Ausbilden einer Kavität in einem Siliziumsubstrat umfasst als einen ersten Schritt ein Bereitstellen des Siliziumsubstrats, wobei eine Oberfläche des Siliziumsubstrats einen Verkippwinkel gegen eine erste Ebene des Siliziumsubstrats aufweist und wobei die erste Ebene eine {111}-Ebene des Siliziumsubstrats ist. Als weiteren Schritt umfasst das Verfahren ein Anordnen einer Ätzmaske auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats, wobei die Ätzmaske eine Maskenöffnung mit einer ersten Querkante und einer zu der ersten Querkante parallelen zweiten Querkante aufweist und wobei die erste Querkante in der ersten Ebene des Siliziumsubstrats angeordnet wird. Außerdem weist die Ätzmaske eine erste Vorhaltestruktur auf, die in die Maskenöffnung hineinragt. Die Ätzmaske weist weiterhin einen ersten Ätzansatzbereich auf. Alle weiteren Kanten der Maskenöffnung außerhalb des ersten Ätzansatzbereichs werden im Wesentlichen parallel zu {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats angeordnet. Als einen weiteren Schritt umfasst das Verfahren ein anisotropes Ätzen des Siliziumsubstrats während einer festgelegten Ätzdauer. Dabei ist eine Ätzrate in die <111>-Richtungen des Siliziumsubstrats niedriger als in andere Raumrichtungen und die erste Vorhaltestruktur wird ausgehend von dem ersten Ätzansatzbereich in eine erste Unterätzrichtung unterätzt, wobei die erste Unterätzrichtung parallel zu der ersten Querkante und der zweiten Querkante der Maskenöffnung orientiert ist. Die Ätzdauer ist so festgelegt, dass sich durch das anisotrope Ätzen eine Kavität in dem Siliziumsubstrat ausbildet, die eine Öffnung an der Oberfläche des Siliziumsubstrats aufweist, wobei die Öffnung der Kavität an zwei Seiten durch die erste Querkante und die zweite Querkante der Maskenöffnung begrenzt ist und an einer weiteren Seite durch eine zu der ersten und der zweiten Querkante senkrechte erste Längskante begrenzt ist, die durch das Unterätzen der ersten Vorhaltestruktur erzeugt wird. Außerdem ist bei dem Verfahren die Ätzdauer so festgelegt, dass nach Ablauf der Ätzdauer die erste Ebene des Siliziumsubstrats im Wesentlichen freigelegt ist und eine Bodenfläche der Kavität ausbildet.
Dieses Verfahren vereinfacht die Herstellung von Kavitäten mit geneigten Seitenflächen und rechtwinkligen Öffnungskanten, was zu einer Zeit- und Kostenersparnis führt. Im Vergleich zur mechanischen Bearbeitung bietet ein Ausbilden der Kavität mittels anisotropen Ätzens eine deutliche Verbesserung der Oberflächengüte der Bodenflächen und Seitenflächen der Kavität, insbesondere eine hohe Winkelgenauigkeit der Neigungen, geringe Geometrietoleranzen, eine hohe Ebenheit und geringe Oberflächenrauhigkeit.
Bei dem Verfahren findet vorteilhafterweise entlang der ersten und der zweiten Querkante keine Unterätzung der Ätzmaske statt, da die erste und die zweite Querkante in einer {111}-Ebene des Siliziumsubstrats angeordnet sind. Insbesondere kann vorteilhafterweise ein annährend rechter Winkel zwischen der ersten Längskante und der ersten bzw. der zweiten Querkante der Kavität entstehen.
Da die Ätzzeit so bemessen ist, dass eine Bodenfläche der Kavität durch die freigelegte erste Ebene gebildet wird, schneidet die Bodenfläche der Kavität die Oberfläche des Substrats entlang der ersten Querkante unter dem durch die Verkippung der ersten Ebene festgelegten Verkippwinkel. Außerdem kann die Bodenfläche bei einer im Wesentlichen vollständigen Freilegung der ersten Ebene vorteilhafterweise nahezu atomar glatt sein.
Das Ausbilden der Kavität durch ein anisotropes Ätzen eignet sich für die gleichzeitige Bearbeitung einer Vielzahl von Kavitäten, die auf dem Siliziumsubstrat ausgebildet werden. Das Siliziumsubstrat kann beispielsweise ein kompletter Wafer sein, der zusammen mit weiteren, gleichartigen Wafern in einem Batch-Prozess bearbeitet wird. Anisotropes Ätzen ist dabei mit anderen typischerweise in der Halbleitertechnologie verwendeten Prozessen, insbesondere Planarprozessen, kompatibel. Dies führt im Vergleich zu einer separaten mechanischen Bearbeitung der Kavitäten zu einer deutlichen Reduktion der Prozesszeit und -kosten. Außerdem ist das Ätzen ein genuin reinraumkompatibler Prozess, so dass eine bei einer mechanischen Bearbeitung notwendige Reinigung des Siliziumsubstrats nach dem Ausbilden der Kavität entfällt.
In einer Weiterbildung des Verfahrens weist die Ätzmaske eine zweite Vorhaltestruktur, die in die Maskenöffnung hineinragt, und einen zweiten Ätzansatzbereich auf. Außerdem wird durch das anisotrope Ätzen des Siliziumsubstrats die zweite Vorhaltestruktur, ausgehend von dem zweiten Ätzansatzbereich, so in eine der ersten Unterätzrichtung entgegengesetzte zweite Unterätzrichtung unterätzt, dass sich nach Ablauf der Ätzdauer eine die Öffnung der Kavität begrenzende zweite Längskante ausbildet, die parallel zu der ersten Längskante angeordnet ist. Dies erlaubt es vorteilhafterweise, durch einen anisotropen Ätzprozess eine Kavität zu erzeugen, welche eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung an der Oberfläche des Siliziumsubstrats aufweist.
In einer Weiterbildung des Verfahrens weist der erste Ätzansatzbereich eine Anätzkante auf, die nicht parallel zu einer {111}-Ebene des Siliziumkristalls angeordnet wird. Hierdurch beginnt das Unterätzen der Vorhaltestruktur an der Anätzkante.
In einer Weiterbildung des Verfahrens weist die erste Vorhaltestruktur eine dreieckige Basisstruktur auf, wobei die erste Längskante an einer ersten Seite der dreieckigen Basisstruktur ausgebildet wird und wobei eine zweite und eine dritte Seite der dreieckigen Basisstruktur im Wesentlichen parallel zu {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats angeordnet sind. Dadurch werden die zweite und die dritte Seite der dreieckigen Basisstruktur vorteilhafterweise zunächst nicht unterätzt und eine Unterätzung der Vorhaltestruktur geht von dem der ersten Seite gegenüberliegenden Eckpunkt der Basisstruktur aus. Dies vereinfacht vorteilhafterweise die Ausbildung der ersten Längskante an der ersten Seite der dreieckigen Basisstruktur und erzeugt eine Längskante mit einer vorteilhaft geringen Welligkeit.
In einer Weiterbildung des Verfahrens weist die erste Vorhaltestruktur eine erste Verzögerungsstruktur auf, die an einem der ersten Seite gegenüberliegenden ersten Eckpunkt der dreieckigen Basisstruktur angeordnet ist. Hierdurch kann über die Länge der ersten Verzögerungsstruktur in Unterätzrichtung sichergestellt werden, dass die Vorhaltestruktur frühestens dann bis zur ersten Längskante unterätzt ist, wenn die Bodenfläche der Kavität in der ersten Ebene des Siliziumsubstrats vollständig freigelegt ist.
In einer Weiterbildung des Verfahrens verbindet die erste Verzögerungsstruktur den ersten Eckpunkt der dreieckigen Basisstruktur mit der ersten Querkante und/oder der zweiten Querkante. Dadurch kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass die erste Verzögerungsstruktur, nachdem sie zumindest teilweise unterätzt wurde, von der Ätzmaske abreißt. An Bruchkanten von abgerissenen Teilen der zweiten Ätzmaske wird ansonsten der Unterätzprozess gestört, was zu einem unregelmäßigen Ätzfortschritt und damit zu einer höheren Welligkeit der ersten Längskante der Öffnung der Kavität führt.
In einer Weiterbildung des Verfahrens weist die Ätzmaske mindestens eine Verstärkungsstruktur auf, die die erste Vorhaltestruktur mit der ersten Querkante und/oder der zweiten Querkante verbindet. Dies verhindert vorteilhafterweise, dass ein Teil der Vorhaltestruktur, nachdem er unterätzt wurde und dadurch freisteht, von der Maske abreißt. Hierdurch kann eine vorteilhaft homogene Unterätzung der ersten Vorhaltestruktur und eine geringe Welligkeit der erzeugten ersten Längskante erreicht werden.
In einer Weiterbildung des Verfahrens weist die Ätzmaske einen dritten Ätzansatzbereich auf und die erste Vorhaltestruktur wird ausgehend von dem ersten Ätzansatzbereich und dem dritten Ätzansatzbereich derart unterätzt, dass sich bei Ablauf der Ätzdauer die die Öffnung der Kavität begrenzende erste Längskante ausbildet. Hierdurch wirken sich Unregelmäßigkeiten, die bei einer von einem der beiden Ätzansatzbereiche ausgehenden Unterätzung auftreten, in vorteilhaft geringem Umfang auf die Welligkeit der entstehenden ersten Längskante aus.
In einer Weiterbildung des Verfahrens weist die erste Vorhaltestruktur einen ersten Abschnitt mit einem ersten länglichen Bereich und mit einem ersten spitzen Bereich und einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten länglichen Bereich und mit einem zweiten spitzen Bereich auf. Dabei bilden eine erste Spitze des ersten spitzen Bereichs den ersten Ätzansatzbereich und eine zweite Spitze des zweiten spitzen Bereichs den dritten Ätzansatzbereich. Außerdem sind eine erste Seite des ersten länglichen Bereichs an dem ersten spitzen Bereich und eine erste Seite des zweiten länglichen Bereichs an dem zweiten spitzen Bereich angeordnet. Schließlich wird die erste Längskante an einer zweiten Seite des ersten länglichen Bereichs und an einer zweiten Seite des zweiten länglichen Bereichs ausgebildet.
Hierdurch können der erste und der zweite längliche Bereich jeweils ausgehend von der ersten bzw. der zweiten Spitze vorteilhafterweise gleichzeitig unterätzt werden. Dadurch bildet sich an den spitzen Bereichen gegenüberliegenden Seiten der länglichen Bereiche die erste Längkante mit einer vorteilhaft geringen Welligkeit aus.
In einer Weiterbildung umfasst das Verfahren als weiteren Schritt ein Anlegen einer Durchgangsöffnung zwischen der Bodenfläche der Kavität und einer der Oberfläche gegenüberliegenden Rückseite des Siliziumsubstrats. Die Bodenfläche der Kavität kann beim Anlegen der Durchgangsöffnung beispielsweise nur teilweise entfernt werden. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Durchgangsöffnung erzeugt werden, die an der Oberseite des Siliziumsubstrats eine schräggestellte Umrandung aufweist.
In einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst dieses ein Ausbilden einer weiteren Kavität an der Rückseite des Siliziumsubstrats, wobei die Durchgangsöffnung zwischen der Bodenfläche der Kavität und einer Bodenfläche der weiteren Kavität angelegt wird. Dadurch kann eine dünne Membran in dem Siliziumsubstrat ausgebildet werden.
In einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Anlegen der Durchgangsöffnung ein Ausbilden eines ersten Grabens, der sich von der Bodenfläche der Kavität in Richtung der weiteren Kavität in das Siliziumsubstrat hinein erstreckt. Es umfasst weiterhin ein Ausbilden eines zweiten Grabens, der sich von der Bodenfläche der weiteren Kavität in Richtung der Kavität in das Siliziumsubstrat hinein erstreckt. Außerdem umfasst es ein Durchtrennen eines Teils des Siliziumsubstrats, welcher zwischen dem ersten und dem zweiten Graben angeordnet ist.
Der erste und der zweite Graben können beispielsweise jeweils eine geschlossene Kontur, beispielsweise ein Rechteck oder eine Ellipse, bilden. Indem der zwischen dem ersten und dem zweiten Graben liegende Teil des Siliziumsubstrats durchtrennt wird, kann auf vorteilhaft einfache Weise das Innere der geschlossenen Kontur entfernt und so die Durchgangsöffnung angelegt werden. Insbesondere wird ein technisch schwieriges Durchätzen des Siliziumsubstrats bis zur Bodenfläche der weiteren Kavität vermieden.
In einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst dieses als einen weiteren Schritt ein Anordnen eines Fensterplättchens in der Kavität derart, dass das Fensterplättchen die Durchgangsöffnung abdeckt und auf einer in der Bodenfläche der Kavität liegenden Randfläche aufliegt, welche die Durchgangsöffnung umgibt. Hierdurch kann vorteilhafterweise ein Siliziumsubstrat mit einem bezüglich der Oberfläche des Siliziumsubstrats schräggestellten Fensters hergestellt werden. Eine senkrechte Anordnung der ersten Querkante und/oder der zweiten Querkante der Öffnung der Kavität zu der ersten Längkante der Öffnung vereinfacht eine besonders präzise Ausrichtung und Halterung des optischen Elements.
Ein Bauelement umfasst ein Siliziumsubstrat, das eine Kavität aufweist, welche an einer Oberfläche des Siliziumsubstrats eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung aufweist. Außerdem ist eine Bodenfläche der Kavität gegen die Oberfläche des Siliziumsubstrats um einen Verkippwinkel geneigt und in einer ersten Ebene des Siliziumsubstrats angeordnet. Die erste Ebene ist dabei eine {111}-Ebene des Siliziumsubstrats. Hierdurch wird vorteilhafterweise ein Bauelement bereitgestellt, bei dem die Bodenfläche der Kavität eine gegenüber der Oberfläche schräggestellte Auflagefläche ausbildet. Eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung der Kavität erlaubt es, an der Bodenfläche der Kavität angeordnete Elemente vorteilhaft genau gegenüber dem Siliziumsubstrat auszurichten.
In einer Weiterbildung des Bauelements weist das Siliziumsubstrat eine Durchgangsöffnung auf, die sich zwischen der Bodenfläche der Kavität und einer der Oberfläche gegenüberliegenden Rückseite des Siliziumsubstrats erstreckt. Hierdurch eignet sich das Bauelement vorteilhafterweise als Träger für gegenüber der Substratoberfläche schräggestellt angeordnete Elemente, die sowohl von der Oberfläche, als auch von der Bodenfläche des Siliziumsubstrats her zugänglich sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen in jeweils schematischer Darstellung:
1 eine Ansicht eines Bauelements mit einem eine Kavität aufweisenden Siliziumsubstrat;
2 eine Aufsicht einer auf dem Siliziumsubstrat angeordneten Testmaske;
3 eine Aufsicht einer auf dem Siliziumsubstrat angeordneten ersten Ätzmaske;
4 eine Aufsicht einer auf dem Siliziumsubstrat angeordneten zweiten Ätzmaske
5 eine Aufsicht einer auf dem Siliziumsubstrat angeordneten dritten Ätzmaske;
6 eine Aufsicht einer auf dem Siliziumsubstrat angeordneten vierten Ätzmaske;
7 eine Ansicht des eine Kavität aufweisenden Bauelements mit einer Durchgangsöffnung;
8 eine Schnittdarstellung des Siliziumsubstrats mit der Kavität, einer weiteren Kavität und der Durchgangsöffnung;
9 eine Schnittdarstellung des Siliziumsubstrats mit der Kavität, der weiteren Kavität und einem ersten und einem zweiten Graben;
10 eine Schnittdarstellung des Siliziumsubstrats mit der Kavität, der weiteren Kavität, einem ersten und einem zweiten Graben sowie weiteren Gräben; und
11 eine Schnittdarstellung des Bauelements mit der Kavität und einem in die Kavität eingesetzten Fensterplättchen.
In der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen werden für gleiche oder gleich wirkende Elemente jeweils identische Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bauelements 700. Das Bauelement 700 umfasst ein Siliziumsubstrat 1, in welchem eine Kavität 100 ausgebildet ist. Die Kavität 100 weist eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung 110 an einer Oberfläche 3 des Substrats 1 auf. Die Öffnung 110 wird durch eine erste Querkante 111, eine zu der ersten Querkante 111 parallele zweite Querkante 112, sowie eine erste Längskante 113 und eine zweite Längskante 114 begrenzt. Die Längskanten 113, 114 sind jeweils näherungsweise senkrecht zur ersten und zweiten Querkante 111, 112 orientiert. Die Kavität 100 weist eine gegenüber der Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1 um einen Verkippwinkel 7 geneigte Bodenfläche 115 auf. Diese schneidet die Oberfläche 3 entlang der ersten Querkante 111 und weist in das Siliziumsubstrat 1 hinein. Die Kavität 100 wird darüber hinaus durch eine der Bodenfläche gegenüberliegende weitere Bodenfläche 117 und zwei Seitenflächen 116 begrenzt.
Das Siliziumsubstrat 1 kann beispielsweise monokristallines Silizium aufweisen. Zum Ausbilden der Kavität 100 wird das Siliziumsubstrat 1 so bereitgestellt, dass eine der {111}-Ebenen um den Verkippwinkel 7 gegen die Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1 geneigt ist und eine erste Ebene 5 des Siliziumsubstrats 1 ausbildet. Dieses Siliziumsubstrat kann beispielsweise durch schräges Sägen hergestellt werden. Der Verkippwinkel 7 kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 1° und 40° liegen. Bevorzugt liegt er zwischen 5° und 20°.
Die Kavität 100 wird durch ein anisotropes nasschemisches Ätzen des Siliziumsubstrats 1 erzeugt. Für das anisotrope Ätzen wird eine Ätzlösung verwendet, bei der eine Ätzrate in einige Kristallrichtungen des Siliziumsubstrats 1 geringer ist als in andere Kristallrichtungen. Bei Verwendung einer Ätzlösung, die KOH oder TMAH aufweist, sind die langsam ätzenden Kristallrichtungen beispielsweise die <111>-Richtungen. Ist die Ätzrate in die <111>-Richtungen geringer als in andere Raumrichtungen, wie es in der folgenden Beschreibung angenommen wird, so bilden sich während des Ätzens die zur <111>-Richtung senkrechten {111}-Flächen aus. Dies ist in dem Artikel von Oosterbroek et. al. beschrieben.
Um die Form der Kavität 100 festzulegen, wird vor dem Ätzen eine Ätzmaske auf der Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1 angeordnet. Bei Verwendung einer KOH-haltigen Ätzlösung kann die Ätzmaske beispielsweise SiO oder SiN aufweisen.
Wie ebenfalls in dem Artikel von Oosterbroek et. al. erwähnt, werden alle Kanten der Ätzmaske, die nicht in einer {111}-Ebene des Siliziumsubstrats 1 angeordnet sind, soweit unterätzt, bis sich jeweils eine Seitenfläche in einer {111}-Ebene ausbildet hat. Da die Schnittlinien der Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1 mit den {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats 1, die eine rechteckige Maskenöffnung tangieren, im Allgemeinen eine hexagonale Struktur bilden, kann die rechteckige Öffnung 110 der Kavität 100 nicht mittels einer rechteckigen Maskenöffnung erzeugt werden.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Unterätzung, die durch das anisotrope Ätzen des Siliziumsubstrats 1 erzeugt wird, auf dem eine Testmaske 500 mit einer rechteckigen Testmaskenöffnung 510 angeordnet ist. Das Siliziumsubstrat 1 ist dabei identisch mit dem Siliziumsubstrat der Ausführungsform in 1 und weist insbesondere den kleinen Verkippwinkel 7 der ersten Ebene 5 gegenüber der Oberfläche des Siliziumsubstrats 1 auf. Die Testmaske 500 ist gegenüber dem Siliziumsubstrat 1 so ausgerichtet, dass eine erste Querkante 511 und eine zweite Querkante 512 der rechteckigen Testmaskenöffnung 510 jeweils in einer ersten {111}-Ebene 501 bzw. in einer zweiten {111}-Ebene 502 des Siliziumsubstrats 1 angeordnet sind. Insgesamt liegen vier weitere {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats 1 an der Testmaskenöffnung 510 an. Eine dritte {111}-Ebene 503 und eine vierte {111}-Ebene 504 liegen an Endpunkten einer ersten Längskante 515 der Testmaskenöffnung 510 an. Eine fünfte {111}-Ebene 505 und eine sechste {111}-Ebene 506 liegen an den Endpunkten einer zweiten Längskante 516 der Testmaskenöffnung 510 an.
Bei einem anisotropen Ätzen des Siliziumsubstrats 1 mit der Testmaske 500 werden die erste und die zweite Querkante 511, 512 der Testmaskenöffnung nicht unterätzt, da diese in der ersten {111}-Ebene 501 bzw. der zweiten {111}-Ebene 502 angeordnet sind. Die erste Längskante 515 der Testmaskenöffnung 510 wird dagegen so weit unterätzt, bis die dritte {111}-Ebene 503 und die vierte {111}-Ebene 504 freigelegt sind. Neben einer rechteckigen Öffnung im Bereich der Testmaskenöffnung 510 ergibt sich damit ein erster Unterätzbereich 520, der an der Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1 eine an die rechteckige Öffnung im Bereich der Testmaskenöffnung 510 angrenzende dreieckige Öffnung ausbildet. Diese dreieckige Öffnung wird durch die erste Längskante 515 der Testmaskenöffnung 510 sowie eine erste Unterätzkante 525 und eine zweite Unterätzkante 526 begrenzt. Die erste Unterätzkante 525 und die erste Längskante 515 schließen einen ersten Unterätzwinkel 522 ein, während die zweite Unterätzkante 526 und die erste Längskante 515 einen zweiten Unterätzwinkel 524 einschließen.
Die Länge der ersten Unterätzkante 525 und der zweiten Unterätzkante 526 sowie die Größe des ersten Unterätzwinkels 522 und des zweiten Unterätzwinkels 524 hängen von der Lage der {111}-Ebenen und damit von der Größe des Verkippwinkels 7 der ersten Ebene 5 gegen die Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1 ab. Für kleine Verkippwinkel 7 kann das Dreieck, das den ersten Unterätzbereich 520 an der Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1 begrenzt, als gleichschenklig angenommen werden. Damit können auch der erste Unterätzwinkel 522 und der zweite Unterätzwinkel 524 als gleich groß angenommen werden. Für einen Verkippwinkel von 8° können der erste Unterätzwinkel 522 und der zweite Unterätzwinkel 524 beispielsweise etwa 32° betragen.
An der zweiten Längskante 516 der Testmaskenöffnung 510 bildet sich analog ein zweiter Unterätzbereich 530 heraus, welcher eine weitere dreieckige Öffnung in der Oberfläche des Siliziumsubstrats 1 erzeugt. Die Form des zweiten Unterätzbereichs 530 kann dabei einer Drehung des ersten Unterätzbereichs 520 um 180° entsprechen. Insbesondere können der erste Unterätzwinkel 522 und ein diesem bezüglich der Testmaskenöffnung 510 diagonal gegenüberliegender dritter Unterätzwinkel 532 gleich groß sein. Ebenso können der zweite Unterätzwinkel 524 und ein diesem diagonal gegenüberliegender vierter Unterätzwinkel 533 gleich groß sein. Für kleine Verkippwinkel 7 kann auch die Öffnung des zweiten Unterätzbereichs 530 als gleichseitig angenommen werden.
3 zeigt eine schematische Aufsicht einer ersten Ätzmaske 200 auf der Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1, wie sie zum Ausbilden der in 1 gezeigten Kavität 100 verwendet werden kann. Die erste Ätzmaske 200 weist eine Maskenöffnung 210 auf, die durch eine erste Querkante 211 und eine der ersten Querkante 211 gegenüberliegende und zu dieser parallele zweite Querkante 212 begrenzt wird. Die erste Ätzmaske 200 weist weiter eine erste Vorhaltestruktur 220 und eine zweite Vorhaltestruktur 240 auf, die jeweils in die Maskenöffnung 210 hineinragen.
Durch ein gezieltes Unterätzen der ersten Vorhaltestruktur 220 und der zweiten Vorhaltestruktur 240 kann die in 1 dargestellte Kavität 100 in dem Siliziumsubstrat 1 erzeugt werden, welche die im Wesentlichen rechteckige Öffnung 110 an der Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1 aufweist.
Die erste Ätzmaske 200 wird so auf der Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1 angeordnet, dass die erste Querkante 211 in der die Oberfläche 3 unter dem Verkippwinkel 7 schneidenden ersten Ebene 5 angeordnet ist. Dadurch wird auch die zur ersten Querkante 211 parallel verlaufende zweite Querkante 212 in einer der {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats 1 angeordnet.
Die erste Vorhaltestruktur 220 weist eine dreieckige Basisstruktur 260 auf. Eine erste Seite 261 der dreieckigen Basisstruktur 260 verbindet ein Ende der ersten Querkante 211 mit einem Ende der zweiten Querkante 212 und ist im rechten Winkel zu der ersten Querkante 211 und der zweiten Querkante 212 orientiert. Eine zweite Seite 262 und eine dritte Seite 263 der dreieckigen Basisstruktur sind an jeweils einem Ende der ersten Seite 261 angeordnet und bilden mit der ersten Seite 261 jeweils einen ersten Basiswinkel 264 bzw. einen zweiten Basiswinkel 265 aus. Die zweite und die dritte Seite der Basisstruktur 260 sind jeweils im Wesentlichen parallel zu {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats 1 angeordnet.
Die Form der dreieckigen Basisstruktur 260 kann beispielsweise bestimmt werden, indem eine Testätzung mit der in 2 dargestellten Testmaske 500 durchgeführt wird. Der erste Basiswinkel 264 kann dann die gleiche Größe wie der sich bei der Testätzung der Testmaske 500 ausbildende erste Unterätzwinkel 522 haben. Analog hat der zweite Basiswinkel 265 die gleiche Größe wie der bei der Testätzung ermittelte zweite Unterätzwinkel 524. Bei kleinen Verkippwinkeln 7 können der erste Basiswinkel 264 und der zweite Basiswinkel 265 als gleich groß angenommen werden. Dann bildet die dreieckige Basisstruktur 260 ein gleichseitiges Dreieck.
Die erste Vorhaltestruktur 220 weist eine trapezförmige erste Verzögerungsstruktur 270 auf. Die erste Verzögerungsstruktur 270 schließt sich an die dreieckige Basisstruktur 260 an und ist an einem der ersten Seite 261 gegenüberliegenden ersten Eckpunkt 267 der dreieckigen Basisstruktur 260 angeordnet. Die erste Verzögerungsstruktur 270 weist eine erste Kante 271 und eine zweite Kante 272 auf, die parallel zu der zweiten Seite 262 der dreieckigen Basisstruktur 260 verlaufen. Eine dritte Kante 273 der ersten Verzögerungsstruktur 270 steht senkrecht auf der ersten und zweiten Querkante 211, 212 der Maskenöffnung 210. Eine vierte Kante 274 der ersten Verzögerungsstruktur 270 schließt an die dritte Seite 263 der dreieckigen Basisstruktur 260 an.
Mit Ausnahme der dritten Kante 273 der ersten Verzögerungsstruktur 270 sind damit alle Kanten der ersten Vorhaltestruktur 220 im Wesentlichen parallel zu {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats 1 angeordnet und werden beim anisotropen Ätzen des Siliziumsubstrats 1 nicht unterätzt. Lediglich die dritte Kante 273 der ersten Verzögerungsstruktur 270 wird unterätzt und bildet eine erste Anätzkante 223 eines ersten Ätzansatzbereichs 222. Eine Länge 275 der ersten Verzögerungsstruktur 270 in eine erste Unterätzrichtung 8 ist so bemessen, dass die dritte Kante 273 einen Ätzvorhalt 221 weit von der ersten Seite 261 der Basisstruktur 260 entfernt angeordnet ist.
Die zweite Vorhaltestruktur 240 ist analog zu der ersten Vorhaltestruktur 220 ausgebildet und an den jeweils anderen Enden der ersten und der zweiten Querkante 211, 212 angeordnet. So wie der zweite Unterätzbereich 530 der Testmaske 500 dem gedrehten ersten Unterätzbereich 520 entsprechen kann, kann man die zweite Vorhaltestruktur 240 durch eine Drehung der ersten Vorhaltestruktur 220 um 180° erhalten. Insbesondere weist die zweite Vorhaltestruktur 240 eine weitere dreieckige Basisstruktur 280 und eine zweite Verzögerungsstruktur 276 auf. Wie bei der ersten Vorhaltestruktur 220 sind alle Kanten der zweiten Vorhaltestruktur 240, mit Ausnahme einer Längskante 277 der zweiten Verzögerungsstruktur 276, im Wesentlichen parallel zu {111}-Ebenen des Siliziumssubstrats 1 angeordnet. Die Längskante 277 bildet damit eine zweite Anätzkante 243 eines zweiten Ätzansatzbereichs 242.
Durch anisotropes Ätzen kann mittels der ersten Ätzmaske 200 die in 1 dargestellte Kavität 100 mit der im Wesentlichen rechteckigen Öffnung 110 aus dem Siliziumsubstrat 1 geätzt werden. Da die erste und zweite Querkante 211, 212 sowie, mit Ausnahme der dritten Kante 773 der ersten Verzögerungsstruktur 770 und der Längskante 277 der zweiten Verzögerungsstruktur 276, auch alle weiteren Kanten 215 der Maskenöffnung 210 in {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats 1 liegen, findet entlang dieser Kanten keine Unterätzung des Siliziumsubstrats 1 statt. Die dritte Kante 273 der ersten Verzögerungsstruktur 270 wird dagegen unterätzt und bildet die erste Anätzkante 223. Ausgehend von der ersten Anätzkante 223 wird zunächst die erste Verzögerungsstruktur 270 unterätzt und dann, beginnend an dem ersten Eckpunkt 267, die dreieckige Basisstruktur 260. Die Unterätzung schreitet dabei in die erste Unterätzrichtung 8 voran, die näherungsweise parallel zu der ersten Querkante 211 der Maskenöffnung 210 orientiert ist. Dabei bildet sich eine Kavität mit einer fortschreitenden Kante aus, die annährend senkrecht zu der ersten und der zweiten Querkante 211, 212 orientiert ist und immer weiter in der ersten Unterätzrichtung 8 versetzt wird. Das anisotrope Ätzen des Siliziumsubstrats 1 wird gestoppt, sobald die erste Vorhaltestruktur 220 bis zu der ersten Seite 261 der dreieckigen Basisstruktur 260 unterätzt ist und die fortschreitende Kante entlang der ersten Seite 261 der Basisstruktur 260 verläuft und die erste Längskante 113 der Kavität 100 ausbildet. Gleichzeitig wird die zweite Vorhaltestruktur 240 ausgehend von der Längskante 277 in analoger Weise in einer der ersten Unterätzrichtung 8 entgegengesetzten zweiten Unterätzrichtung 9 unterätzt, bis sich entlang einer ersten Seite 281 der weiteren dreieckigen Basisstruktur 280 die zweite Längskante 114 der Kavität 100 ausgebildet hat.
Insgesamt entsteht so die in 1 gezeigte im Wesentlichen rechteckige Öffnung 110 der Kavität 100. Die erste Querkante und zweite Querkante der Öffnung 110 verlaufen entlang der ersten Querkante und der zweiten Querkante der Maskenöffnung 210. Die erste Längskante 113 und die zweite Längskante 114 der Öffnung 110 der Kavität 100 bilden sich entlang der ersten Seite 261 der dreieckigen Basisstruktur 260 und der ersten Seite 281 der weiteren dreieckigen Basisstruktur 280 aus. Bei einer idealen homogenen Unterätzung der ersten Vorhaltestruktur 220 und der zweiten Vorhaltestruktur 240 lässt sich durch das anisotrope Ätzen eine Kavität 100 mit einer Öffnung 110 erzeugen, deren Form einem Rechteck sehr nahe kommt. Abweichungen von einer idealen Rechteckform können unter Anderem durch eine Störung des Unterätzprozesses verursacht werden. Solche Störungen werden beispielsweise durch Inhomogenitäten der Ätzmaske oder durch eine Deformation oder ein Brechen der Ätzmaske während oder nach dem Unterätzen verursacht. Die resultierende Öffnung 110 weist dann Bereiche auf, in denen ihre Form von der eines Rechtecks abweicht.
Während des anisotropen Ätzens bildet sich die Kavität 100 durch einen stufenförmigen Ätzfortschritt aus, der von der ersten Querkante 211 in Richtung der zweiten Querkante 212 so lange voranschreitet, bis die durch die zweite Querkante 112 verlaufende {111}-Ebene erreicht ist. In dieser Ebene formt sich die weitere Bodenfläche 117 der Kavität 100. Mit zunehmender Ätzdauer bildet sich so lange eine immer tiefer werdende Kavität aus, bis die in einer der {111}-Ebenen verlaufende erste Ebene 5 des Siliziumsubstrats 1 vollständig freigelegt ist und die Bodenfläche 115 der Kavität 100 bildet.
Zur vollständigen Ausbildung der Bodenfläche 115 muss sichergestellt sein, dass die erste und zweite Vorhaltestruktur 220, 240 frühestens dann bis zur ersten und zweiten Längskante 113, 114 der Kavität 100 unterätzt ist, wenn die Bodenfläche 115 der Kavität 100 vollständig freigelegt ist. Dies wird durch eine geeignete Wahl des Ätzvorhalts 221 sichergestellt, welcher durch die Länge der Vorzögerungsstrukturen 270, 276 in die Unterätzrichtungen 8, 9 festgelegt ist. Zur Ermittlung der zur Ausbildung der Kavität 100 benötigten Ätzdauer wird mittels Testätzungen eine Ätzrate in Tiefenrichtung (senkrecht zur Oberfläche 3 des Siliziumssubstrats 1) bestimmt. Alternativ kann die Ätzrate in Tiefenrichtung auch aus bekannten Ätzraten in andere Richtungen, beispielsweise in Kristallrichtungen des Substrats 1, errechnet werden. Die Ätzdauer wird dann aus der Ätzrate in Tiefenrichtung und der gewünschten Gesamttiefe der Kavität 100 bestimmt. Aus dem Produkt aus der Ätzdauer und einer lateralen Ätzrate in den Unterätzrichtungen 8, 9 ergibt sich dann der notwendige Ätzvorhalt 221.
Um eine vorzeitige Unterätzung der dreieckigen Basisstruktur 260 auch bei Fertigungs- und Ausrichtungstoleranzen zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den ersten und den zweiten Basiswinkel 264, 265 jeweils etwas größer als den Schnittwinkel einer {111}-Ebene mit der ersten Seite 261 der Basisstruktur 260 auszuführen. Dadurch wird die zweite Seite 262 und die dritte Seite 263 der Basisstruktur 260 zum Beginn des anisotropen Ätzens minimal unterätzt, bis sich die etwas innerhalb der dreieckigen Basisstruktur 260 verlaufenden {111}-Ebenen herausgebildet haben.
In 4 ist zur Ausbildung der Kavität 100 anstelle der ersten Ätzmaske 200 eine zweite Ätzmaske 201 auf dem Siliziumsubstrat 1 angeordnet. Die zweite Ätzmaske 201 ist, soweit im Folgenden nicht abweichend beschrieben, identisch zu der in 3 gezeigten ersten Ätzmaske 200. Die zweite Ätzmaske 201 weist eine Verstärkungsstruktur 290 auf. Die Verstärkungsstruktur 290 verbindet die erste Anätzkante 223 mit der ersten Querkante 211 und weist Kanten auf, die senkrecht zu der ersten und zweiten Querkante 211, 212 der Maskenöffnung 210 angeordnet sind. Damit werden diese Kanten beim anisotropen Ätzen des Siliziumsubstrats 1 so lange unterätzt, bis die Verstärkungsstruktur 290 freisteht. Außerdem werden zunächst die erste Verzögerungsstruktur 270 und dann die dreieckige Basisstruktur 260 wie im Zusammenhang mit 3 beschrieben unterätzt.
Die zweite Ätzmaske 201 weist darüber hinaus eine weitere Verstärkungsstruktur 292 auf, die, analog zu der Verstärkungsstruktur 290, die zweite Anätzkante 243 der zweiten Verzögerungsstruktur 276 mit der zweiten Querkante 212 der zweiten Ätzmaske 201 verbindet und ebenso unterätzt wird, bis sie freisteht. Außerdem weist die zweite Ätzmaske 201 zusätzliche Verstärkungsstrukturen 294 für die Basisstrukturen 260, 280 auf. Die Ätzansatzbereiche 222, 242 umfassen bei der zweiten Ätzmaske 201 auch die Kanten der Verstärkungsstrukturen 290, 292, 294.
Durch die Verstärkungsstrukturen 290, 292, 294 wird verhindert, dass Teile der Vorhaltestrukturen 220, 240 nach erfolgtem Unterätzen von der zweiten Ätzmaske 201 abreißen.
Um ein Unterätzen der Kanten der Verstärkungsstrukturen 290, 292, 294 sicherzustellen, müssen diese nicht senkrecht zu der ersten und zweiten Querkante 211, 212 der Maskenöffnung 210 angeordnet sein. Es ist ausreichend, wenn sie nicht in {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats 1 angeordnet sind. Auch müssen die Kanten der Verstärkungsstrukturen 290, 292, 294 nicht wie in 4 dargestellt alle parallel angeordnet sein. Durch eine unterschiedliche Stärke und Neigung gegenüber den Querkanten 211, 212 können Verstärkungsstrukturen 290, 292, 294 erzeugt werden, bei denen eine vollständige Unterätzung unterschiedlich lang dauert.
In 5 ist zur Ausbildung der Kavität 100 anstelle der ersten Ätzmaske 200 oder der zweiten Ätzmaske 201 eine dritte Ätzmaske 202 auf dem Siliziumsubstrat 1 angeordnet. Die dritte Ätzmaske 202 ist, soweit im Folgenden nicht abweichend beschrieben, identisch zu der in der 3 gezeigten Ätzmaske 200. Die erste Vorhaltestruktur 220 der dritten Ätzmaske 202 weist die dreieckige Basisstruktur 260 und eine erste verlängerte Verzögerungsstruktur 400 auf. Ein Ende der ersten verlängerten Verzögerungsstruktur 400 ist an dem ersten Eckpunkt 267 der dreieckigen Basisstruktur 260, das andere Ende der ersten verlängerten Verzögerungsstruktur 400 ist an der ersten Querkante 211 der Maskenöffnung 210 angeordnet. Dadurch wird ein Abreißen der ersten verlängerten Verzögerungsstruktur 400 von der dritten Ätzmaske 202 auch ohne die in 4 gezeigten Verstärkungsstrukturen 290, 292, 294 verhindert.
Um ein Unterätzen der ersten verlängerten Verzögerungsstruktur 400 zu ermöglichen, sind eine erste Kante 401 und eine zweite Kante 402 der ersten verlängerten Verzögerungsstruktur 400 nicht in {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats 1 angeordnet. Insbesondere sind der erste Basiswinkel 264 und ein erster Kippwinkel 403 zwischen der auszubildenden ersten Längskante 113 und der ersten Kante 401 der ersten verlängerten Verzögerungsstruktur 400 nicht gleich groß. Der erste Ätzansatzbereich 222 wird bei der dritten Ätzmaske 202 dann durch die erste Kante 401 und die zweite Kante 402 der ersten verlängerten Verzögerungsstruktur 400 definiert. Die erste Kante 401 und die zweite Kante 402 müssen nicht, wie in 5 dargestellt, parallel zueinander angeordnet sein. Damit eine Unterätzung stattfinden kann, darf zumindest eine der Kanten 401, 402 nicht entlang einer der {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats 1 angeordnet sein.
Die Zeitdauer, die für ein vollständiges Unterätzen der ersten verlängerten Verzögerungsstruktur 400 benötigt wird, ist durch den ersten Kippwinkel 403 und die Breite der ersten verlängerten Verzögerungsstruktur 400 festgelegt. Diese müssen so gewählt werden, dass die für die gesamte Unterätzung der ersten Vorhaltestruktur 220 benötigte Zeit länger ist, als die Zeit, die zum vollständigen Freilegen der Bodenfläche 115 benötigt wird.
Bei der dritten Ätzmaske 202 umfasst die zweite Vorhaltestruktur 240 eine zweite verlängerte Verzögerungsstruktur 410. Die zweite verlängerte Verzögerungsstruktur 410 ist analog zu der ersten verlängerten Verzögerungsstruktur 400 ausgebildet und weist insbesondere einen zweiten Kippwinkel 413 auf. Der erste Kippwinkel 400 und der zweite Kippwinkel 413 können identisch sein. Der zweite Ätzansatzbereich 242 wird durch eine erste Kante 411 und eine zweite Kante 412 der zweiten verlängerten Verzögerungsstruktur 410 gebildet.
In 6 ist zur Ausbildung der Kavität 100 anstelle der ersten, zweiten oder dritten Ätzmaske 200, 201, 202 eine vierte Ätzmaske 203 auf dem Siliziumsubstrat 1 angeordnet. Diese ist, soweit im Folgenden nicht abweichend beschrieben, identisch zu den in den 3 bis 5 gezeigten Ätzmasken 200, 201, 202.
Eine erste Vorhaltestruktur 300 der vierten Ätzmaske 203 weist einen ersten Abschnitt 301, einen zweiten Abschnitt 302 und einen dritten Abschnitt 303 auf. Der erste Abschnitt 301 umfasst einen ersten länglichen Bereich 310, einen ersten spitzen Bereich 320 sowie ein erstes Basisdreieck 330 und ein zweites Basisdreieck 335.
Der erste längliche Bereich 310 weist zwei Seitenkanten 313 auf. Die Seitenkanten 313 sind parallel zu den Querkanten 211, 212 der Maskenöffnung 210 angeordnet. Der erste längliche Bereich 310 kann beispielsweise rechteckig ausgebildet sein, das erste Basisdreieck 306 und das zweite Basisdreieck 307 können beispielsweise rechtwinklig ausgebildet sein. Der erste spitze Bereich 320 ist an einer ersten Seite 311 des ersten länglichen Bereichs 310 angeordnet. An einer gegenüberliegenden zweiten Seite 312 des ersten länglichen Bereichs 310 wird die erste Längskante 113 der Kavität ausgebildet. Die Basisdreiecke 330, 335 sind so angeordnet, dass jeweils eine ihrer Seiten die zweite Seite 312 des ersten länglichen Bereichs 310 verlängert und eine weitere Seite jeweils an einer der Seitenkanten 313 des ersten länglichen Bereichs 310 anliegt.
Alle Kanten der vierten Ätzmaske 203 innerhalb des ersten Abschnitts 301 sind im Wesentlichen in {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats 1 angeordnet. Insbesondere weist der als Dreieck ausgebildete erste spitze Bereich 320 analog zu der dreieckigen Basisstruktur 260 der ersten Ätzmaske 200 an der ersten Seite 311 des ersten länglichen Bereichs 310 den ersten Basiswinkel 264 und den zweiten Basiswinkel 265 auf. Damit handelt es sich bei dem ersten spitzen Bereich 320 um ein der dreieckigen Basisstruktur 260 der ersten, zweiten und dritten Ätzmaske 200, 201, 202 ähnliches Dreieck. Ebenso spannt eine erste Basiskante 331 des ersten Basisdreiecks 330 mit der später auszubildenden ersten Längskante 113 der Kavität 100 den ersten Basiswinkel 264 auf und eine zweite Basiskante 336 des zweiten Basisdreiecks 335 spannt mit der ersten Längskante 113 den zweiten Basiswinkel 265 auf.
Beim anisotropen Ätzen findet an allen Kanten des ersten Abschnitts 301 keine Unterätzung statt. Lediglich eine erste Spitze 321 des als Dreieck ausgebildeten ersten spitzen Bereichs 320 fungiert als der erste Ätzansatzbereich 222. Von dort ausgehend wird zunächst der erste spitze Bereich 320 und anschließend der erste längliche Bereich 310 in der Unterätzrichtung 8 unterätzt.
Die erste Vorhaltestruktur 300 der vierten Ätzmaske 203 ist im zweiten Abschnitt 302 und dritten Abschnitt 303 analog zum ersten Abschnitt 301 ausgebildet und weist jeweils einen zweiten länglichen Bereich 340 bzw. dritten länglichen Bereich 360 und einen zweiten spitzen Bereich 350 bzw. einen dritten spitzen Bereich 370 auf. Der zweite spitze Bereich 350 ist an einer ersten Seite 341 des zweiten länglichen Bereichs 340 angeordnet, während an einer zweiten Seite 342 des zweiten länglichen Bereichs 340 die erste Längskante 113 ausgebildet wird. Die erste Vorhaltestruktur 300 der vierten Ätzmaske 203 wird im zweiten Abschnitt 302 analog zum ersten Abschnitt 301 in der ersten Unterätzrichtung 8 unterätzt. Eine zweite Spitze 351 des zweiten spitzen Bereichs 350 bildet einen dritten Ätzansatzbereich 225. Ausgehend von der zweiten Spitze 351 wird zunächst der zweite spitze Bereich 350 und dann der zweite längliche Bereich 340 in der ersten Unterätzrichtung 8 unterätzt. Analog wird im dritten Abschnitt 303 zunächst der dritte spitze Bereich 370 und dann der dritte längliche Bereich 360 in der ersten Unterätzrichtung 8 unterätzt. Das Unterätzen des ersten, zweiten und dritten Abschnitts 301, 302, 303 findet dabei näherungsweise gleichzeitig statt, so dass sich nach Ablauf der Ätzdauer die erste Längskante 113 ausbildet. Die Ätzdauer, die zur vollständigen Ausbildung der ersten Längskante 113 benötigt wird, kann dabei, wie in Zusammenhang mit 3 beschrieben, über die Größe des Ätzvorhalts 221 gesteuert werden. Der Ätzvorhalt 221 kann bei der vierten Ätzmaske 203 über die Länge des ersten, zweiten und dritten länglichen Bereichs 310, 340, 360 in der ersten Unterätzrichtung 8 angepasst werden.
Indem die Abschnitte 301, 302, 303 der ersten Vorhaltestruktur 300 der vierten Ätzmaske 203 jeweils unabhängig voneinander unterätzt werden, wirken sich Störungen des Ätzvorgangs in einem der Abschnitte 301, 302, 303, wie sie zum Beispiel durch abreißende Teile der vierten Ätzmaske 203 verursacht werden können, nur im an den jeweiligen Bereich angrenzenden Teil der ersten Längskante 113 auf deren Welligkeit aus. Damit kann insgesamt eine geringe Restwelligkeit der ersten Längskante 113 erreicht werden. Dadurch kann eine Kavität 100 erzeugt werden, deren Öffnung 110 eine möglichst gute Annäherung an eine ideale Rechteckform darstellt. Die vierte Ätzmaske 203 kann auch weniger oder mehr als die dargestellten drei Abschnitte 301, 302, 303 aufweisen. Bei gegebener Länge der ersten Längskante 113 ist dann die Breite der länglichen Bereiche 310, 340, 360 so anzupassen, dass die gesamte erste Längskante durch die erste Vorhaltestruktur 300 der vierten Ätzmaske 203 abgedeckt wird. Die Restwelligkeit der ersten Längskante 113 kann umso geringer sein, je schmaler die länglichen Bereiche 310, 340, 360 ausgebildet sind. Entsprechend erlauben es schmale längliche Bereiche 310, 340, 360, eine Kavität 100 mit einer Öffnung 110 zu erzeugen, die der idealen Rechteckform besonders nahe kommt.
Zur Ausbildung der zweiten Längskante 114 ist eine zweite Vorhaltestruktur 305 der vierten Ätzmaske 203 der ersten Vorhaltestruktur 300 der vierten Ätzmaske 203 gegenüberliegend angeordnet. Die zweite Vorhaltestruktur 305 der vierten Ätzmaske 203 ist dabei analog zu der ersten Vorhaltestruktur 300 der vierten Ätzmaske 203 in mehrere Abschnitte gegliedert, die jeweils einen spitzen, einen länglichen Bereich sowie zwei Basisdreiecke aufweisen. Die länglichen Bereiche der ersten und der zweiten Vorhaltestruktur 300, 305 der vierten Ätzmaske 203 sind quer zu den Querkanten 211, 212 gegeneinander versetzt angeordnet, so dass die Abschnitte 301, 302, 303 der ersten Vorhaltestruktur 300 der vierten Ätzmaske 203 mit den Abschnitten der zweiten Vorhaltestruktur 305 der vierten Ätzmaske 203 verzahnt ausgebildet sind. Die zweite Vorhaltestruktur 305 der vierten Ätzmaske 203 kann durch eine Drehung der ersten Vorhaltestruktur 300 der vierten Ätzmaske 203 um 180° erzeugt werden.
Die Basisdreiecke, wie beispielsweise das erste und das zweite Basisdreieck 330, 335, verhindern, dass der an der ersten und der zweiten Längskante 113, 114 gelegene Bereich der vierten Ätzmaske 203 frühzeitig unterätzt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Basiskanten der Basisdreiecke, wie beispielsweise die erste und die zweite Basiskante 331, 336, in {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats 1 angeordnet sind. Die Basisdreiecke der in 6 gezeigten vierten Ätzmaske 203 grenzen nicht aneinander. Dadurch wird beispielsweise die Maskenkante, die zwischen dem zweiten Basisdreieck 335 und dem gegenüberliegenden Basisdreieck des zweiten Abschnitts 302 angeordnet ist, so lange unterätzt, bis die entlang der zweiten Basiskante 336 des zweiten Basisdreiecks 335 verlaufende {111}-Ebene und die entlang der entsprechenden Kante des benachbarten Basisdreiecks des zweiten Abschnitts 302 verlaufende {111}-Ebene jeweils bis zu ihrer gemeinsamen Schnittlinie freigelegt sind. Hierauf findet keine weitere Unterätzung mehr statt, bis der Rest der ersten Vorhaltestruktur 300 der vierten Ätzmaske 203 bis zu der gemeinsamen Schnittlinie unterätzt ist. Insgesamt ergibt sich damit eine Längskante, die gegenüber der in 6 eingezeichneten ersten Längskante 113 in der ersten Unterätzrichtung 8 von der Maskenöffnung 210 zurückgesetzt ist.
7 zeigt eine schematische Darstellung des Bauelements 700, welches das Siliziumsubstrat 1 mit der darin ausgebildeten Kavität 100 umfasst.
Zusätzlich zu der Kavität 100 weist in der Ausführungsform der 7 das Siliziumsubstrat 1 des Bauelements 700 eine Durchgangsöffnung 120 auf, die zwischen der Bodenfläche 115 und einer der Oberfläche 3 gegenüberliegenden Rückseite 4 des Siliziumsubstrats 1 angelegt ist. Die Durchgangsöffnung 120 erzeugt einen Ausschnitt 710 in der Bodenfläche 115 der Kavität 100. Der Ausschnitt 710 ist etwa in der Mitte der Bodenfläche 115 angeordnet. Die Bodenfläche 115 wird durch den Ausschnitt 710 nur teilweise entfernt, sodass eine aus der Bodenfläche 115 gebildete Randfläche 118 rund um den Ausschnitt 710 verbleibt.
Das Bauelement 700 kann beispielsweise als Träger für ein optisches Element dienen, beispielsweise für ein planares optisches Element wie einen Spiegel, ein Fenster, einen Filter oder ein optisches Gitter. Dabei kann das optische Element auf der Randfläche 118 aufliegen. Die Durchgangsöffnung 120 ermöglicht einen optischen Zugang zu dem optischen Element von der Rückseite 4 des Siliziumsubstrats 1 aus. Die um den Verkippwinkel 7 geneigte Bodenfläche 115 der Kavität 100 erlaubt eine geneigte Anordnung des optischen Elements gegenüber der Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1. Wird das Bauelement 700 ohne die Durchgangsöffnung 120 ausgeführt, kann in der Kavität 100 ein Element angeordnet werden, welches nicht von beiden Seiten zugänglich sein muss, beispielsweise ein Spiegel oder ein optisches Gitter. Das Bauelement 700 kann auch selbst als ein optisches Element für geeignete Spektralbereiche eingesetzt werden, beispielsweise als ein Prisma für elektromagnetische Strahlung im infraroten Spektralbereich.
8 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Bauelements 700 und der auf der Oberfläche 3 des Siliziumsubstrats 1 angeordneten Ätzmaske 200. Die dargestellte Ausführungsform ist mit der Ausführungsform der 7 identisch, soweit sich aus der folgenden Beschreibung keine Unterschiede ergeben. Das Bauelement 700 weist an der Rückseite 4 des Siliziumsubstrats eine weitere Kavität 1100 auf. Diese wird mittels einer weiteren Ätzmaske 1200 nach dem im Zusammenhang mit den 1 bis 6 beschriebenen Verfahren ausgebildet. Eine Bodenfläche 1115 der weiteren Kavität 1100 wird, wie die Bodenfläche 115, durch eine freigelegte {111}-Ebene des Siliziumsubstrats 1 gebildet. Damit sind die Bodenfläche 115 der Kavität 100 und die Bodenfläche 1115 der weiteren Kavität 1100 parallel zueinander angeordnet und schließen eine dünne Membran ein. Die Dicke dieser Membran kann durch einen seitlichen Versatz der Ätzmaske 200 und der weiteren Ätzmaske 1200 in einer Richtung senkrecht zur ersten Querkante 211 und zweiten Querkante 212 beeinflusst werden. Ebenso wie in der Kavität 100 kann in der Kavität 115 ein weiteres optisches Element angebracht werden. Das weitere optische Element kann dabei auf der Bodenfläche 1115 der weiteren Kavität 1100 angeordnet sein. Das Bauelement 700 kann sowohl einseitig in einer der Kavitäten 100, 1100 mit optischen Elementen bestückt werden oder auch beidseitig, so dass sowohl in der Kavität 100, als auch in der weiteren Kavität 1100 ein optisches Element angeordnet ist.
Anstatt der ersten Ätzmaske 200 kann auch die zweite, dritte oder vierte Ätzmaske 201, 202, 203 verwendet werden. Die weitere Ätzmaske 1200 ist wie die erste, zweite, dritte oder vierte Ätzmaske 200 ausgebildet.
Die Durchgangsöffnung 120 ist wie im Zusammenhang mit den 6 und 7 beschrieben ausgebildet und erstreckt sich zwischen der Bodenfläche 115 der Kavität 100 und der Bodenfläche 1115 der weiteren Kavität 1100.
Die Durchgangsöffnung 120 kann beispielsweise durch einen gerichteten Ätzprozess, beispielsweise reaktives Ionentiefätzen erzeugt werden. Hierzu kann eine weitere einseitige Ätzmaske, die beispielsweise einen Lack aufweisen kann, auf dem Siliziumsubstrat 1 mit der Kavität 100 aufgebracht werden. Die Ätzmaske wird entsprechend der Durchgangsöffnung 120 geöffnet.
Alternativ kann die Durchgangsöffnung 120 mittel eines Verfahrens ausgebildet werden, wie es in der schematischen Schnittdarstellung der 9 gezeigt ist. 9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der in 8 dargestellten Ausführungsform des Bauelements 700 vor dem Ausbilden der Durchgangsöffnung 120.
In der Bodenfläche 115 der Kavität 100 ist ein erster Graben 122 ausgebildet, der sich in Richtung der weiteren Kavität 1115 in das Siliziumsubstrat 1 hinein erstreckt. Dabei durchbricht der Graben 122 die Bodenfläche 1115 der weiteren Kavität 1100 nicht. Der erste Graben 122 kann beispielsweise ringförmig geschlossen ausgebildet sein und entlang der Kontur der noch auszubildenden Durchgangsöffnung 120 verlaufen. Der erste Graben 122 kann beispielsweise durch einen in Zusammenhang mit 8 beschriebenen gerichteten Ätzprozess erzeugt werden.
Von der Rückseite 4 des Siliziumsubstrats 1 wird, beispielsweise ebenfalls durch einen gerichteten Ätzprozess, ein zweiter Graben 1122 ausgebildet, der die Bodenfläche 115 der Kavität 100 nicht durchbricht. Dieser kann an der Rückseite 4 des Siliziumsubstrats 1 ausgebildet sein, oder, falls das Siliziumsubstrat 1, wie dargestellt, die weitere Kavität 1100 aufweist, in der Bodenfläche 1115 dieser Kavität. Der weitere Graben 1122 erstreckt sich in Richtung der Bodenfläche 115 der Kavität 100 in das Siliziumsubstrat 1 hinein. Der zweite Graben 1122 ist gegenüber dem ersten Graben 122 versetzt. Beispielsweise kann er mit Bezug auf die auszubildende Durchgangsöffnung 120 nach außen oder innen versetzt sein.
Der erste Graben 122 und der zweite Graben 1122 sind jeweils so tief ausgebildet, dass sich ein Boden 1123 des zweiten Grabens 1122 näher an der Bodenfläche 115 der Kavität 100 befindet als ein Boden 123 des ersten Grabens 122. Die Durchgangsöffnung 120 kann dann erzeugt werden, indem ein Teil 2 des Siliziumsubstrats 1, der sich zwischen dem ersten Graben 122 und dem zweiten Graben 1122 befindet, weggeätzt wird. Hierzu kann beispielsweise ein anisotroper Ätzprozess, beispielsweise ein kurzes Eintauchen in eine KOH-Lösung, verwendet werden.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrens, die in der 8 dargestellte Durchgangsöffnung 120 in dem Siliziumsubstrat 1 des Bauelements 700 auszubilden. Das Siliziumsubstrat 1 weist dabei eine Mehrzahl von ersten Gräben 122 und zweiten Gräben 1122 auf, die, wie in Zusammenhang mit 9 beschrieben, ausgebildet werden. Die Gräben 122 und 1122 können beispielsweise linienhaft ausgebildet sein oder konzentrische ringförmige Konturen oder ein regelmäßiges Quadratraster aufweisen. Die Durchgangsöffnung 120 kann nach dem Ausbilden der Gräben 122, 1122 wiederum durch einen anisotropen Ätzprozess ausgebildet werden, bei dem das Substratmaterial zwischen den Gräben 122, 1122 entfernt wird.
11 zeigt eine schematische Darstellung der in den 8 bis 10 gezeigten Ausführungsform des Bauelements 700 nach dem Entfernen der Ätzmaske 200 und der weiteren Ätzmaske 1200. In der Kavität 100 ist ein Fensterplättchen 600 angeordnet. Dieses ist auf der Bodenfläche 115 der Kavität 100 platziert. Das Fensterplättchen liegt dabei auf der Randfläche 118, welche die Durchgangsöffnung 120 umgibt, auf. Das Fensterplättchen 600 kann beispielsweise flächig auf der Randfläche 118 aufliegen. Dabei kann das Fensterplättchen 600 die Durchgangsöffnung 120 teilweise oder vollständig abdecken. Das Fensterplättchen 600 kann beispielsweise durch einen Bondprozess an dem Siliziumsubstrat 1 befestigt werden. In diesem Fall kann ein Fensterplättchen 600, welches die Durchgangsöffnung 120 vollständig abdeckt und mittels eines um die Durchgangsöffnung 120 umlaufenden Verbindungsmittels befestigt ist, die Durchgangsöffnung 120 luftdicht verschließen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

"Etching Methodologies in <111>-Oriented Silicon Wafers" (Oosterbroek et. al., Journal of Microelectromechanical Systems, vol. 9, no. 3, p. 390–398, Sept. 2000) [0003]
Oosterbroek et. al. [0041]
Oosterbroek et. al. [0043]

Claims

Verfahren zum Ausbilden einer Kavität in einem Siliziumsubstrat (1), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen des Siliziumsubstrats (1), wobei eine Oberfläche (3) des Siliziumsubstrats (1) einen Verkippwinkel (7) gegen eine erste Ebene (5) des Siliziumsubstrats (1) aufweist und wobei die erste Ebene (5) eine {111}-Ebene des Siliziumsubstrats (1) ist, Anordnen einer Ätzmaske (200, 201, 202, 203) auf der Oberfläche (3) des Siliziumsubstrats (1), wobei die Ätzmaske (200, 201, 202, 203) eine Maskenöffnung (210) mit einer ersten Querkante (211) und einer zu der ersten Querkante (211) parallelen zweiten Querkante (212) aufweist, wobei die erste Querkante (211) in der ersten Ebene (5) des Siliziumsubstrats (1) angeordnet wird, wobei die Ätzmaske (200, 201, 202, 203) eine erste Vorhaltestruktur (220, 300) aufweist, die in die Maskenöffnung (210) hineinragt, wobei die Ätzmaske (200, 201, 202, 203) einen ersten Ätzansatzbereich (222) aufweist, und wobei alle weiteren Kanten (215) der Maskenöffnung (210) außerhalb des ersten Ätzansatzbereichs (222) im Wesentlichen parallel zu {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats (1) angeordnet werden, anisotropes Ätzen des Siliziumsubstrats (1) während einer festgelegten Ätzdauer, wobei eine Ätzrate in die <111>-Richtungen des Siliziumsubstrats niedriger als in andere Raumrichtungen ist, wobei die erste Vorhaltestruktur (220, 300) ausgehend von dem ersten Ätzansatzbereich (222) in eine erste Unterätzrichtung (8) unterätzt wird, wobei die erste Unterätzrichtung (8) parallel zu der ersten Querkante (211) und der zweiten Querkante (212) der Maskenöffnung (210) orientiert ist, wobei die Ätzdauer so festgelegt ist, dass sich durch das anisotrope Ätzen eine Kavität (100) in dem Siliziumsubstrat (1) ausbildet, die eine Öffnung (110) an der Oberfläche (3) des Siliziumsubstrats (1) aufweist, wobei die Öffnung (110) der Kavität (100) an zwei Seiten durch die erste Querkante (211) und die zweite Querkante (212) der Maskenöffnung (210) begrenzt ist und an einer weiteren Seite durch eine zu der ersten und der zweiten Querkante (211, 212) senkrechte erste Längskante (113) begrenzt ist, die durch das Unterätzen der ersten Vorhaltestruktur (220) erzeugt wird und wobei die Ätzdauer außerdem so festgelegt ist, dass nach Ablauf der Ätzdauer die erste Ebene (5) des Siliziumsubstrats (1) im Wesentlichen freigelegt ist und eine Bodenfläche (115) der Kavität (100) ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ätzmaske (200, 201, 202, 203) eine zweite Vorhaltestruktur (240, 305) aufweist, die in die Maskenöffnung (210) hineinragt, wobei die Ätzmaske (200, 201, 202, 203) einen zweiten Ätzansatzbereich (242) aufweist, wobei durch das anisotrope Ätzen des Siliziumsubstrats (1) die zweite Vorhaltestruktur (240, 305) ausgehend von dem zweiten Ätzansatzbereich (242) so in eine der ersten Unterätzrichtung (8) entgegengesetzte zweite Unterätzrichtung (9) unterätzt wird, dass sich nach Ablauf der Ätzdauer eine die Öffnung (110) der Kavität (100) begrenzende zweite Längskante (114) ausbildet, die parallel zu der ersten Längskante (113) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Ätzansatzbereich (222) eine Anätzkante (223) aufweist, die nicht parallel zu einer {111}-Ebene des Siliziumsubstrats (1) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Vorhaltestruktur (220) eine dreieckige Basisstruktur (260) aufweist, wobei die erste Längskante (113) an einer ersten Seite (261) der dreieckigen Basisstruktur (260) ausgebildet wird und wobei eine zweite Seite (262) und eine dritte Seite (263) der dreieckigen Basisstruktur (260) im Wesentlichen parallel zu {111}-Ebenen des Siliziumsubstrats (1) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erste Vorhaltestruktur (220) eine erste Verzögerungsstruktur (270, 400) aufweist, die an einem der ersten Seite (261) gegenüberliegenden ersten Eckpunkt (267) der dreieckigen Basisstruktur (260) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die erste Verzögerungsstruktur (400) den ersten Eckpunkt (267) der dreieckigen Basisstruktur (260) mit der ersten Querkante (211) und/oder der zweiten Querkante (212) verbindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ätzmaske (200, 201, 202, 203) mindestens eine Verstärkungsstruktur (280) aufweist, die die erste Vorhaltestruktur (220) mit der ersten Querkante (211) und/oder der zweiten Querkante (212) verbindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ätzmaske (200, 201, 202, 203) einen dritten Ätzansatzbereich (225) aufweist, wobei die erste Vorhaltestruktur (300) ausgehend von dem ersten Ätzansatzbereich (222) und dem dritten Ätzansatzbereich (225) derart unterätzt wird, dass sich bei Ablauf der Ätzdauer die die Öffnung (110) der Kavität (100) begrenzende erste Längskante (113) ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die erste Vorhaltestruktur (300) einen ersten Abschnitt (301) mit einem ersten länglichen Bereich (310) und mit einem ersten spitzen Bereich (320) und einen zweiten Abschnitt (302) mit einem zweiten länglichen Bereich (340) und mit einem zweiten spitzen Bereich (350) aufweist, wobei eine erste Spitze (321) des ersten spitzen Bereichs (320) den ersten Ätzansatzbereich (222) und eine zweite Spitze (351) des zweiten spitzen Bereichs (350) den dritten Ätzansatzbereich (225) ausbilden, wobei eine erste Seite (311) des ersten länglichen Bereichs (310) an dem ersten spitzen Bereich (320) und eine erste Seite (341) des zweiten länglichen Bereichs (340) an dem zweiten spitzen Bereich (350) angeordnet sind und wobei die erste Längskante (113) an einer zweiten Seite (312) des ersten länglichen Bereichs (310) und an einer zweiten Seite (342) des zweiten länglichen Bereichs (340) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst: Anlegen einer Durchgangsöffnung (120) zwischen der Bodenfläche (115) der Kavität (100) und einer der Oberfläche (3) gegenüberliegenden Rückseite (4) des Siliziumsubstrats (1).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst: Ausbilden einer weiteren Kavität (1100) an der Rückseite (4) des Siliziumsubstrats (1), wobei die Durchgangsöffnung (120) zwischen der Bodenfläche (115) der Kavität (100) und einer Bodenfläche (1115) der weiteren Kavität (1100) angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anlegen der Durchgangsöffnung (120) die folgenden weiteren Schritte umfasst: Ausbilden eines ersten Grabens (122), der sich von der Bodenfläche (115) der Kavität (100) in Richtung der weiteren Kavität (1100) in das Siliziumsubstrat (1) hinein erstreckt, Ausbilden eines zweiten Grabens (1122), der sich von der Bodenfläche (1115) der weiteren Kavität (1100) in Richtung der Kavität (100) in das Siliziumsubstrat (1) hinein erstreckt, Durchtrennen eines Teils (2) des Siliziumsubstrats (1), welcher zwischen dem ersten Graben (122) und dem zweiten Graben (1122) angeordnet ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst: Anordnen eines Fensterplättchens (600) in die Kavität (100) derart, dass das Fensterplättchen (600) die Durchgangsöffnung (120) abdeckt und auf einer in der Bodenfläche (115) der Kavität (100) liegenden Randfläche (118) aufliegt, welche die Durchgangsöffnung (120) umgibt.
Bauelement (700) mit einem Siliziumsubstrat (1), das eine Kavität (100) aufweist, wobei die Kavität (100) an einer Oberfläche (3) des Siliziumsubstrats (1) eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung (110) aufweist, wobei eine Bodenfläche (115) der Kavität (100) gegen die Oberfläche (3) des Siliziumsubstrats (1) um einen Verkippwinkel (7) geneigt und in einer ersten Ebene (5) des Siliziumsubstrats (1) angeordnet ist, wobei die erste Ebene (5) eine {111}-Ebene des Siliziumsubstrats (1) ist.
Bauelement (700) nach Anspruch 14, wobei das Siliziumsubstrat (1) eine Durchgangsöffnung (120) aufweist, die sich zwischen der Bodenfläche (115) der Kavität (100) und einer der Oberfläche (3) gegenüberliegenden Rückseite (4) des Siliziumsubstrats (1) erstreckt.