Wellenlängen-selektiver Photoresist zur Herstellung von Mikrostrukturen mit mehreren Höhenlevels mittels Graustufen-Lithografie

Abstract:
Die Graustufenlithographie ist ein wichtiges Verfahren zur Strukturierung polymerer Materialien für viele Anwendungen in der Mikrosystemtechnik. Jedoch wird sie bisher meist zur Herstellung von Strukturen gleicher Höhe verwendet und ist für die Erzeugung komplexerer Strukturen weitgehend ungenutzt. Hier präsentieren wir eine Methode, die die Zahl unabhängig zugänglicher Höhenlevel in einem Photolack vergrößert und die Erzeugung von Mikrostrukturen mit höherer struktureller Komplexität für beispielsweise Mikrofluidik und zur Herstellung von Linsen für die Mikrooptik ermöglicht. Das Verfahren erfordert keine komplizierten Verarbeitungsschritte, sondern beruht auf einem Photoresist auf Basis von Polyethylenglykoldiacrylat (PEGDA) und einer Kombination verschiedener Initiatoren und Absorber. Während die Photoinitiatoren zusammen das gesamte Spektrum der verwendeten Lampe (350 nm – 500 nm) abdecken, zeigt der Absorber eine Wellenlängenabhängigkeit. Der Absorber steuert daher die Lichtmenge, die den Initiator aktivieren kann, und kontrolliert die Polymerisationstiefe bei unterschiedlichen Wellenlängen zwischen 365 nm und 490 nm. Mit Hilfe dieser Methode konnten mikrofluidische Strukturen und mikrooptische Linsen-Arrays mit mehreren Höhenlevels hergestellt werden.