Optimiertes Maskendesign für die Herstellung mikrooptischer Bauelemente mit der optischen Rasterlithographie

Vorgestellt wird ein low-cost-Verfahren zur Herstellung refraktiver optischer Elemente unter Verwendung der Graustufenlithographie. Dabei werden kontinuierliche Phasenprofile in Photolack erzeugt und anschließend mit Hilfe von reaktivem Ionenätzen (RIE) in das Substrat übertragen. Für die Experimente wurden unterschiedliche Maskenmuster untersucht, um die optimalen Einsatzbereiche wie lineare Zonen der einzelnen Musterstrukturen zu bestimmen. Die Muster wurden in einem Maskaligner ohne abbildendes System auf das Substrat übertragen. Hierbei wurde die Tiefpassfilterung des freien Raumes ausgenutzt. Als Parameter bei der Belichtung wurden neben der Musterstruktur benutzt: Abstand Maske – Subtrat, Divergenz der Lichtquelle, Unterstrahlungseffekte. Beim RIE-Verfahren waren Ätzdauer und Gaszusammensetzung die untersuchten Parameter. Experimentell wurden Prismen und Linsen erzeugt. Die Vermessung wurde mit einem konfokalen Mikroskop vorgenommen und die Ergebnisse optisch validiert. Dieses Verfahren ermöglicht es mit Mitteln der Standardlithographie refraktive Phasenprofile herzustellen. Auch ist das kostengünstige Rüsten für Kleinserien von wirtschaftlichem Interesse.