Neuartige Methoden diffraktiver Mask Aligner Lithografie zur flexiblen Erzeugung mikrooptischer Strukturen

Weichelt, Tina GND

Die Mask Aligner Lithografie bietet einfache und adaptierbare Herstellungsmöglichkeiten zur Erzeugung einer Primärstruktur für ein breites Spektrum an Elementen, auch speziell für die Mikrooptik. Für den lithografischen Prozess stellen die Photomaske sowie deren Beleuchtung signifikante und einflussreiche Parameter für die Strukturerzeugung dar. Diese Bedeutung konnte im Rahmen dieser Arbeit anhand verschiedener Beispiele unterstrichen und genutzt werden. In dieser Arbeit wurde neben der Entwicklung neuartiger Photomasken-Technologien ein neues Beleuchtungssystem eingeführt, bei dem die konventionell genutzte Beleuchtungsquelle einer Quecksilberdampflampe gegen einen Festkörperlaser getauscht wurde. Ein wesentlicher Vorteil des neuen Beleuchtungssystems mit einem Laser als Beleuchtungsquelle besteht in einer konstanten Bestrahlungsstärke unabhängig vom Winkelspektrum der Photomaskenbeleuchtung, wodurch auch für kleine Winkelspektren kurze Belichtungszeiten möglich sind. Darüber hinaus wurde Erzeugung mikrooptischer Strukturen optimiert und neue Belichtungskonzepte z.B. zur Herstellung kontinuierlicher Oberflächenprofile oder aperiodischer Strukturen erarbeitet. Eine neu entwickelte Technologie für verschiebbare Photomasken ermöglicht Mehrfachbelichtungen, um beispielsweise kontinuierliche Oberflächenprofile herzustellen oder die Dichte binärer Strukturen zu erhöhen. Eine weitere Möglichkeit, kontinuierliche Strukturen herzustellen, bieten optimierte Photomasken. So konnte gezeigt werden, dass mittels mehrstufiger Phasenmaske die Geometrie einer Blazestruktur angepasst und eine senkrechte Rückflanke generiert werden kann. Weiterhin wurden neue Photomaskendesigns basierend auf einer kombinierten Amplituden- und Phasenmodulation entwickelt. So konnte eine erfolgreiche Auflösungssteigerung der Schattenwurflithografie für aperiodische Strukturen mittels einer mehrstufigen Photomaske realisiert werden. Darüber hinaus wurde ein neuartiges Konzept einer doppelseitig strukturierten Photomaske entwickelt und am Beispiel der Strukturierung dicker Lacke getestet.

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Weichelt, Tina: Neuartige Methoden diffraktiver Mask Aligner Lithografie zur flexiblen Erzeugung mikrooptischer Strukturen. Jena 2019.

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