Photolithographie

Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF

Photolithographische Erzeugung und Abformung mikrooptischer Strukturen mittels speziell ausgestatteter Mask Aligner.
Photolithographische Erzeugung und Abformung mikrooptischer Strukturen mittels speziell ausgestattetem Mask Aligner.

Lithographische Techniken erlauben die simultane Herstellung einer großen Zahl von Elementen mit höchster lateraler Genauigkeit, eine wichtige Voraussetzung für die Mikrooptik-Integration im Wafermaßstab.

Die wichtigsten Technologien sind:

  • Binäre Photolithographie im Kontakt Mask Aligner, u.a. Einsatz von positiv/negativ Dicklacken
  • Photoresist-Reflow; hierbei werden binäre Photoresiststrukturen umgeformt zu präzisen, linsenförmigen Strukturen, ein Standard-Verfahren zur Mikrolinsen Erzeugung

Photolithographisch strukturierte Polymer- bzw. Metallschichten dienen als Blenden, Reflektoren, Farbfilter sowie als (Master für) binäre Gitter, Phasenplatten, Abstandshalter etc.

Reflow-Strukturen dienen als Mikrolinsen-Masterstrukturen für diverse Abformtechnologien oder werden durch reaktives Ionenätzen in das darunterliegende Glas- oder Siliziumsubstrat übertragen.

Typische Eigenschaften/Parameter von Reflow-Mikrolinsenstrukturen:

  • Substrate: 100, 150, 200mm
  • Verwendete Hardware: SUSS Microtec MA6, MA8e
  • Laterale Auflösung: ~1µm, laterale Justage +-1µm
  • Sphärische/ torische/ zylindrische Oberflächen
  • Formgenauigkeit am Beugungslimit ist erreichbar
  • Linsenarrays mit hohem Füllfaktor (>99%)
  • Laterale Dimension: 10µm...>1mm, große Strukturhöhe möglich (>100µm)
  • Auch extrem flache Randwinkel (~1°) realisierbar
  • Konische Formen (eingeschränkt) durch spezielle Prozesse realisierbar
  • Beliebige Variation von Linsenparametern (Linsenprofil, Größe, Position, Orientierung) über das Array realisierbar
  • Hohe Gleichmäßigkeit über den Wafer (+-1% Schwankung)
  • Herstellung von Multifunktionselementen durch Kombination lithographischer Verfahren

Weiterführende Informationen