F&E Schwerpunkte / Schwerpunkt: Herstellung von Funktionsschichten

3-dimensionale Replikation im Sub-Mikrometer-Bereich

Die Herstellung 3-dimensionaler Strukturen im Sub-Mikrometer Bereich für mikromechanische und mikrooptische Systeme basiert auf zeitaufwendigen lithografischen Techniken die mit einer teuren apparativen Ausstattung verbunden sind. Für Einweg-Anwendungen und Applikationen im Niedrigpreis-Segment ist daher die Entwicklung von kostengünstigen Hochdurchsatzmethoden zur Vervielfältigung 3-dimensionaler Nanostrukturen essentiell. Hierfür angewandte Techniken sind das Heißprägen, Mikrokontakt-Drucken sowie Replikatformen. Führt man das Replikatformen mittels strahlenhärtender Monomer-/Polymermischungen verschiedener Acrylate oder Epoxide nach dem in Abb. 1 dargestelltem Schema aus, erhält man replizierte Geometrien in exzellenter Qualität.

Abb. 1: Schematische Darstellung des Replikationsprozeßes Die flüssige Formulierung wird auf den Master aufgetragen (Links) und durch einen Träger (Folie oder Glas) mit UV-Licht gehärtet (Mitte). Nach der Enthaftung erhält man das Replikat (Rechts)

Hierbei wird der strukturgebende Master wenig belastet, was in einer hohen Replikationszyklen-zahl resultiert. Beispiele unterschiedlicher Abformungen zeigt die Abb. 2. In Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung der Monomer-/Polymerformulierung läßt sich ein breites Eigenschaftsprofil des Replikates entsprechend der späteren Anwendung erzeugen.

Abb. 2: Geometrien verschiedener Replikate
Pyramiden	V-Gräben	Strukturen mit Hinterschnitt

Für großtechnische Anwendungen wird das Replikatformen über eine Abformung mikrostrukturierter Walzen an einer Pilot-Beschichtungsanlage in einem kontinuierlichen Prozess realisiert.

Ausgewählte Publikationen zu diesem Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt

• A. Braun, K. Zimmer, B. Hösselbarth, J. Meinhardt, F. Bigl, R. Mehnert, Appl. Surf. Sci. 127-129(1998) 911.
• St. Rudschuck, D. Hirsch, K. Zimmer, K. Otte, A. Braun, R. Mehnert, F. Bigl, Microelectronic Engineering 53 (2000) 557-560.
• R. Mehnert, A. Sobottka, Ch. Elsner, Conference Proceedings of the RadTech Europe (2001) 603-608.
• C. Elsner, J. Dienelt, D. Hirsch, Microelectronic Engineering 65 (2003) 163-170.

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